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 Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie