Osmoregulation halophiler Eubakterien

Anpassung an veränderte osmotische Bedingungen erfolgt bei Mikroorganismen über die Synthese bzw. Akkumulation niedermolekularer Substanzen (Osmolyte), die osmotisches Gleichgewicht über der Membran herstellen. Der Arbeitskreis beschäftigt sich mit der Identifizierung, Strukturaufklärung und Biosynthese dieser Naturstoffe, die auch "kompatible Solute" genannt werden. Eine der wichtigsten Substanzklassen und Zentrum unserer Forschung sind die Ectoine (1,4,5,6-Tetrahydro-2-methyl-4-pyrimidincarbonsäure und Derivate).

Es ist uns gelungen, die Gene der Ectoinbiosynthese (ectA, ectB, ectC) aus Marinococcus halophilus und Halomonas elongata zu sequenzieren und zu charakterisieren. Eine Expression der Gene in rekombinanten E. coli Zellen führt dazu, daß die Salztoleranz dieses Organismus erhöht wird. Dieses Ergebnis ist biotechnologisch höchst interessant, weil sich daraus grundsätzlich die Möglichkeit abzeichnet, durch "genetic engineering" der Biosynthesegene für kompatible Solute Salz- und Osmotoleranz auf sensitive Organismen (ggf. auch Pflanzen) zu übertragen. Weiterführende Untersuchungen auf molekularer Ebene beschäftigen sich mit der Frage, wie die Biosynthese der Ectoine reguliert wird - insbesondere damit, wie veränderte osmotische Bedingungen auf die Expression der Gene und die Regulation der Enzyme Einfluß nehmen.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. E.A. Galinski (Leiter), Prof. Dr. A. Oren (Jerusalem, Israel), Prof. Dr. E. Bremer (Marburg), Dr. P. Louis (Aberdeen, GB), Dr. E.P.W. Kets (Wageningen, NL), Dr. K. Göller (Berlin), Dr. S. Mikkat (Rostock), Dipl.-Biol. A. Ofer, Dipl.-Chem. T. Bestvater, Dipl.-Chem. C. Egler, Dipl.-Chem. M. Kurz

Veröffentlichungen:

Galinski, E.A., Louis P. (1999): Compatible solutes: ectoine production and gene expression. In: Oren A. (ed) Microbiology and Biogeochemistry of Hypersaline Environments. CRC Press, pp. 187-202

Mikkat, S., Galinski E.A., Berg G., Minkwitz A., Schoor A. (2000): Salt adaptation in pseudomonads: characterization of glucosylglycerol-synthesizing isolates from brackish coastal waters and the rhizosphere. System Appl Microbiol 23: 31-40