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 Kupferhydroxid-Nanopartikel schützen vor toxischen Sauerstoffradikalen im Zigarettenrauch
30.03.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung
30.03.2017 | Universität Basel

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: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE