Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zehn Gene weisen den Weg

27.01.2014
Konstanzer Wissenschaftler haben mit der Sulfo-Glykolyse einen wichtigen Stoffwechselweg aufgeklärt

Ähnlich wie bei dem Zucker Glukose wird auch sein schwefelhaltiges Pendant Sulfo-Glukose von sämtlichen photosynthetisch aktiven Organismen hergestellt.

Die Sulfo-Glukose-Produktion in der Natur wird auf zehn Milliarden Tonnen pro Jahr geschätzt. Forscher aus dem Fachbereichs Biologie der Universität Konstanz um die Mikrobiologen Dr. David Schleheck und Prof. Dr. Alasdair Cook haben nun mit Unterstützung von Teammitarbeitern und Kollegen aus dem Fachbereich Chemie herausgefunden, wie der schwefelhaltige Zucker wieder abgebaut wird.

Einen Abbauweg konnten die Wissenschaftler in dem am besten untersuchten bakteriellen Modellorganismus, dem Bakterium Escherichia coli, identifizieren, die sogenannte Sulfo-Glykolyse, kodiert von zehn Genen, deren Funktion bislang völlig unbekannt war. Die Ergebnisse sind seit heute, 27. Januar 2014, in der Online-Ausgabe von „Nature“ nachzulesen. Sulfo-Glukose kommt in allen Pflanzen, Moosen, Farnen und Algen vor. Der Abbau- oder Stoffwechselweg für Sulfo-Glukose, die Sulfo-Glykolyse, ist somit ein wichtiger Bestandteil der Stoffkreisläufe in Ökosystemen.

Da Sulfo-Glukose nicht kommerziell erhältlich ist, wurde diese spezielle Form von Zucker am benachbarten Konstanzer Fachbereich Chemie von Dr. Thomas Huhn eigens in ausreichender Menge synthetisiert. Die chemische Analytik für den Beweis von Zwischenprodukten wurde anhand moderner Massenspektrometrie von Doktorand Alexander Schneider und den Chemikern Prof. Dr. Christoph Mayer, inzwischen Universität Tübingen, sowie von Prof. Dr. Dieter Spiteller erbracht. „Die hervorragende Zusammenarbeit zwischen Biologen und Chemikern war ein wichtiger Aspekt unserer Arbeit. Sie spricht auch für den Erfolg des Forschungsverbundes zwischen Biologie und Chemie im Rahmen der Graduiertenschule Chemische Biologie an der Universität Konstanz“, so David Schleheck.

Anhand ihrer mikrobiologischen, molekularen und biochemischen Arbeiten konnten die Biologin Karin Denger sowie die Doktoranden Michael Weiss und Ann-Katrin Felux zeigen, dass Escherichia coli für die Sulfo-Glykolyse nicht seine bereits gut bekannten Enzyme für die „normale“ Glykolyse verwendet, sondern dass eine Folge von zehn Genen, deren Funktion bisher noch völlig unbekannt war, für den Abbau der Sulfo-Glukose verantwortlich ist. Damit konnten sie eine weitere Wissenslücke im bestuntersuchten Modellorganismus Escherichia coli schließen. Zudem entdeckten sie neue Enzyme, die an der Sulfo-Glykolyse beteiligt sind.

Es stellte sich auch heraus, dass Escherichia coli Sulfo-Glukose nicht vollständig verwerten kann und ein schwefelhaltiges Zwischenprodukt ausscheidet, das anderen in der Umwelt verbreiteten Bakterien als Nahrungsquelle dient. „Auf diese Weise konnten wir zeigen, dass Sulfo-Glukose in der Natur durch die Zusammenarbeit verschiedener Bakterien vollständig abgebaut wird“, erklärt Karin Denger.

Die Ergebnisse der Mikrobiologen haben neben der Botanik auch Bezug zur Humanbiologie und Zoologie, da Escherichia coli ein wichtiger und nützlicher Bewohner des menschlichen und tierischen Darms ist und dort durch die pflanzliche Nahrung auch mit Sulfo-Glukose als bisher noch nicht beachtete Nährstoffquelle versorgt wird. Der Abbauweg kommt aber auch in krankheitserregenden Bakterien vor, beispielsweise in Salmonellen.

Das Projekt wurde durch den Young Scholar Fund zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, der von der Universität Konstanz im Rahmen der Exzellenzinitiative eingerichtet wurde, durch die Graduiertenschule Chemische Biologie sowie durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt.

Originalveröffentlichung:
Karin Denger, Michael Weiss, Ann-Katrin Felux, Alexander Schneider, Christoph Mayer, Dieter Spiteller, Thomas Huhn, Alasdair M. Cook & David Schleheck: Sulphoglycolysis in Escherichia coli K-12 closes a gap in the biogeochemical sulphur cycle, Nature Advance Online Publication (AOP), http://www.nature.com/nature

DOI: 10.1038/nature12947

Kontakt:
Universität Konstanz
Kommunikation und Marketing
Telefon: 07531 / 88-3603
E-Mail: kum@uni-konstanz.de
Dr. David Schleheck
Universität Konstanz
Mikrobielle Ökologie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 / 88-4247, -3270
E-Mail: david.schleheck@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau