Der Abbau von Modellstrukturen der Kohle: Stoffwechselweg des Dibenzofuran- und Fluorenabbaus

Abstract

Several microorganisms have been isolated degrading structural elements of coal like dibenzofuran. fluorene and biphenyl. Extensive investigation of the degradation pathways revealed a common mechanism of initial attack. Although catalyzed by different enzymes, all three substrates are converted to 3-phenyl-substituted catechols, which, after meta-cleavage are transformed to simple aromatic structures like salicylate, phthalate and benzoate. This ring cleaving enzymes have been cloned and are further analyzed after subcloning. Two different initial dioxygenases seem to be present in some strains cataIyzing ether cleavage of dibenzofuran and oxygenation of biphenyl respectively. Attempts are presently made to clone the first enzyme in order to produce higher yields of its optically active products. Some of these compounds have been characterized and may be of commercial value as fine chemicals.

Es wurden Mikroorganismen isoliert, die Strukturelemente der Kohle wie Dibenzofuran, Fluoren sowie Biphenyl abbauen. Die eingehende Untersuchung der Abbauwege ergab einen identischen Mechanismus des Initialangriffs. Alle drei Substrate werden durch verschiedene Enzyme zu 3-Phenyl-substituierten Brenzkatechin-Derivaten umgesetzt, die nach meta-Spaltung weiter zu einfachen aromatischen Verbindungen wie Salicylat, Phthalat und Benzoat abgebaut werden. Die ringspaltenden Enzyme wurden kloniert und nach Subklonierung weiter analysiert. In Stämmen, die die Ether-Bindung in Dibenzofuran spalten und Biphenyl oxygenieren, scheinen zwei Initial-Dioxygenasen vorhanden zu sein. Zur Zeit sind Versuche im Gange, das erste Enzym des Dibenzofuran-Abbauweges, das eine geringe Substratspezifität aufweist, zu klonieren, um die Ausbeute an optisch aktivem Produkt zu steigern. Einige dieser Produkte, die beim Umsatz verschiedener Substratanaloga entstehen, wurden charakterisiert und könnten als Feinchemikalien wirtschaftliche Bedeutung haben.