Dokument: Identifizierung und Charakterisierung von Regulatoren der Acyl-CoA Carboxylasen in Corynebacterium glutamicum

Titel:	Identifizierung und Charakterisierung von Regulatoren der Acyl-CoA Carboxylasen in Corynebacterium glutamicum
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=17648
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20110328-104255-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Nickel, Jens [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,08 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 23.03.2011 / geändert 23.03.2011
Beitragende:	Prof. Dr. Bott, Michael [Gutachter] Prof. Dr. Sahm, Hermann [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Acyl-CoA Carboxylasen und Fettsäuresynthasen sind an essentiellen Reaktionen der Fettsäure- und Mykolsäuresynthese beteiligt. In vorherigen Analysen wurde gezeigt, dass die Lipidbeschaffenheit von C. glutamicum einen Einfluss auf die Aminosäureproduktion hat und somit ist die Aufklärung der Fettsäuresynthese-Regulation von großem Interesse. Für E. coli, B. subtilis und S. pneumoniae wurden bereits globale Regulatoren der Fettsäuresynthese identifiziert. Im Falle von C. glutamicum lagen hingegen bisher nur Indizien vor, dass die Fettsäuresynthese in Abhängigkeit der eingesetzten Kohlenstoffquelle reguliert wird. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Lipidsyntheseregulation in C. glutamicum, um Informationen zu Regulatoren und deren Zielgenen zu bekommen. Hierbei stand die Acetyl-CoA Carboxylase, die den initialen Schritt der Fettsäuresynthese, die Synthese von Malonyl-CoA, katalysiert im Fokus. Es konnten folgende Ergebnisse gewonnen werden: 1. Nur die Expression des Gens accD1, das für die -Untereinheit der Acetyl-CoA Carboxylase kodiert, war bei Wachstum auf Acetat reprimiert, nicht aber auf Glucose. Die Anwesenheit von Oleat reprimierte ebenfalls nur die accD1-Expression bei Wachstum auf Glucose. 2. Insgesamt konnten acht Regulatoren identifiziert werden, die an die Promotorregion von accD1 binden. Darunter vertreten waren die globalen Regulatoren GlxR, RamA und SugR, sowie der bislang unbekannte durch NCgl2404 kodierte Regulator FasR. 3. Die Deletion von fasR verursachte einen signifikanten Wachstumsdefekt. Transkriptomanalysen ergaben bei der Deletionsmutante eine stark veränderte Expression von Fettsäuresynthesegenen bei Anzucht auf Acetat. Die Expression des Acetyl-CoA Carboxylasegens accD1 war etwa 7-fach erhöht, und die der beiden Fettsäuresynthasegene fasA und fasB etwa 3-fach, was auf eine Repression durch FasR hinweist. 4. Durch Gelretardationsstudien konnten FasR-Bindestellen in den Promotorregionen von accD1, accBC, fasA und fasB ermittelt werden. Zudem konnte hieraus ein stark konserviertes Konsensusmotiv abgeleitet werden. Durch diese Arbeiten gelang es Einblicke in die Regulation der Lipidsynthese von C. glutamicum zu bekommen. The acyl-CoA-carboxylases and fatty acid synthases are involved in essential reactions of the fatty acid and mycolic acid synthesis. Previous studies revealed, that the membrane state can be involved in the triggering of amino acid overproduction and understanding of fatty acid synthesis and regulation is therefore an aspect of interest. In E. coli, B. subtilis and S. pneumoniae, the global regulators of fatty acid synthesis are identified. In the case of C. glutamicum, there is only evidence, that the fatty acid synthesis regulation is influenced by the used carbon source. The aim of this work was the analysis of lipid synthesis regulation in C. glutamicum, to identify and characterize the involved regulators and their target genes. The first dedicated step in fatty acid synthesis, the formation of malonyl-CoA, has priority and is catalyzed by the acetyl-CoA-carboxylase. The following results are obtained: 1. Only the expression of accD1, the -subunit of the acetyl-CoA-carboxylase, was repressed during growth on acetate but not during growth on glucose or other carbon sources. The expression of accD1 was also repressed during growth on glucose in presence of oleate. 2. Eight regulators were identified, which bind to the promoter region of accD1. Among these were the global regulators GlxR, RamA and SugR as well as the so far unknown regulator FasR, encoded by NCgl2404. 3. The fasR deletion caused a significant growth defect. The transcriptional analysis of the deletion mutant during growth on acetate revealed a generally altered expression of genes involved in fatty acid synthesis. A 7-fold increased expression of the acetyl-CoA-carboxylase gene accD1 was determined, and a 3-fold increased expression of the fatty acid synthase genes fasA and fasB. This points to a repression of these genes by FasR. 4. The FasR binding site was identified in the promoter regions of accD1, accBC, fasA and fasB via gel retardation experiments. Furthermore a strong conserved binding motif of FasR was derived from these four binding sites. This work revealed insights in the regulation of lipid synthesis in C. glutamicum
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	28.03.2011
Dateien geändert am:	28.03.2011
Promotionsantrag am:	09.06.2010
Datum der Promotion:	12.07.2010