Fachbereich 13 - Biologie
Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie
Arbeitskreis Prof. Dr. Alexander Steinbüchel

Biosynthese von Lipiden und Wachsestern

Einige Vertreter der Gattung Rhodococcus speichern im großen Umfang Lipide, wie Triglyceride und Diglyceride und lagern diese in Form unlöslicher Einschlüsse im Cytoplasma ab. Die physiologischen, biochemischen und molekulargenetischen Grundlagen dieser für Bakterien ungewöhnlichen Eigenschaft wurde in den Bakterien Rhodococcus opacus und Rhodococcus ruber eingehend untersucht. Ziel ist die Charakterisierung der an der Biosynthese dieser Lipide beteiligten Enzyme und die Klonierung sowie weitere Charakterisierung der sie kodierenden Gene. Außerdem wird die Synthese von Wachsestern in Acinetobacter calcoaceticus untersucht, ebenfalls mit dem Ziel, daran beteiligte Enzyme und Gene zu isolieren und zu charakterisieren. Dabei wurde eine neuartige, sehr unspezifische Acyltranferase identifiziert, die sowohl an der Synthese von Wachsestern als auch Triglyceriden beteiligt ist. Das Gen wurde kloniert und sequenziert; zzt. wird das Enzym gereinigt und soll anschließend eingehend biochemisch charakterisiert werden.

Ferner interessiert die Struktur der cytoplasmatischen Lipideinschlüsse und die Zusammensetzung der sie umgebenden Hüllmembran. Es wurden bereits amphiphile Proteine, die die Hauptkomponente bilden, isoliert. Es soll geklärt werden, ob diese Proteine ähnliche Funktionen besitzen wie "Phasine", die die Hauptkomponente von PHF-Einschlüssen darstellen, bzw. wie "Oleosine", die Hauptkomponente der die Triglycerideinschlüsse in Pflanzen umgebenden Hüllmembran. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Etablierung neuer biotechnologischer Prozesse zur Produktion von Lipiden dienen.

Drittmittelgeber:

DAAD, Calgene (Davis, USA), Fonds der Chemischen Industrie, DFG

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Alexander Steinbüchel (Leiter), Prof. Dr. Hector Alvarez (Gastwissenschaftler), Dipl.-Biol. Rainer Kalscheuer, Dipl.-Biol. Ingo Voß, Dipl.-Biol. M. Wältermann, Daniel Mergelkamp, Tim Stöveken

Veröffentlichungen:

Alvarez, H. M., H. Luftmann, R. A. Silva, A. C. Cesari, A. Viale, M. Wältermann, A. Steinbüchel: Identification of phenyldecanoic acid as a constituent of triacylglycerols and wax ester produced by Rhodococcus opacus PD630, Microbiology 148, 1407-1412, 2002

Alvarez, H. M., A. Steinbüchel: Triacylglycerols in porkaryotic microorganisms, Appl. Microbiol. Biotechnol. 60, 367-376, 2002

Kalscheuer, R. H., M. Wältermann, M. Alvarez, A. Steinbüchel: Preparative isolation of lipid inclusion bodies from Rhodococcus opacus and Rhodococcus ruber and identification of granule-associated proteins, Arch. Microbiol. 177, 20-28, 2001

Voss, I., A. Steinbüchel: High cell density cultivation of Rhodococcus opacus for lipid production at a pilot-plant scale, Appl. Microbiol. Biotechnol. 55, 547-555, 2001