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RUB-Forscher entdecken zwei Membran-Synthesewege in Bakterien Potenzial für die industrielle
Produktion
Bochum (rub) - Biologen der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben neue Mechanismen entdeckt, mit denen
Bakterien Lipide, also Fettmoleküle, für die Zellmembran herstellen. Die Mechanismen sind eine Kombination
aus bereits bekannten bakteriellen Synthesewegen und solchen, die in höheren Lebewesen vorkommen. Damit widerlegt
das Team um Prof. Dr. Franz Narberhaus und Dr. Roman Moser die lange gehegte Theorie, dass Bakterien und höhere
Lebewesen Lipide grundsätzlich unterschiedlich produzieren. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift "Molecular
Microbiology" veröffentlicht.
Potenzial für die Pharmaindustrie
Viele Medikamente werden mit Lipiden ummantelt, weil der Körper sie so leichter aufnimmt. Die Lipide zu
synthetisieren ist jedoch oft aufwendig und teuer. Enzyme mit neuen Eigenschaften könnten den Produktionsaufwand
verringern und die Kosten senken. Die RUB-Forscher vom Lehrstuhl Biologie der Mikroorganismen haben nun Enzyme
entdeckt, die eine Reihe von unterschiedlichen Lipiden erzeugen können. "Die Entdeckung solcher Biosynthesewege
und ihre biotechnologische Optimierung birgt großes Potenzial für die industrielle Lipidproduktion",
sagt Roman Moser.
Enzym kann mehrere Lipide herstellen
Die Biologen untersuchten, wie das Bakterium Xanthomonas campestris, ein Pflanzenschädling, verschiedene
Lipide herstellt. Eines der häufigsten bakteriellen Lipide, Phosphatidylethanolamin, produziert das Bakterium
auf verschiedenen Wegen: Einer davon ist schon lange bekannt; ein weiterer war bisher völlig unbekannt. Das
Enzym, das im neu entdeckten Syntheseweg eine entscheidende Rolle spielt, kann auch ein strukturell völlig
anderes Lipid synthetisieren, das Cardiolipin. "Möglicherweise trägt dieses vielseitige Enzym in
der natürlichen Umgebung dazu bei, dass Xanthomonas einen Vorteil gegenüber anderen Bakterien hat",
spekuliert Franz Narberhaus.
Nicht nur Modellorganismen untersuchen
Xanthomonas kann auch das für Pflanzen und Tiere typische Lipid Lecithin erzeugen. Nur wenige Bakterien
sind dazu in der Lage. Das RUB-Team fand heraus, dass Xanthomonas dafür keinen der beiden bislang bekannten
bakteriellen Synthesewege nutzt. "Um die bekannten Theorien zur Biosynthese der Zellmembran auf den Prüfstand
zu stellen, wird es sich in Zukunft lohnen, die Vorgänge nicht nur in den üblichen Modellorganismen zu
untersuchen", sagt Prof. Narberhaus.
Titelaufnahmen
R. Moser, M. Aktas, F. Narberhaus (2014): Phosphatidylcholine biosynthesis
in Xanthomonas campestris via a yeast-like acylation pathway, Molecular Microbiology, DOI: 10.1111/mmi.12492
R. Moser, M. Aktas, C. Fritz, F. Narberhaus (2014): Discovery of a bifunctional cardiolipin/phosphatidylethanolamine
synthase in bacteria, Molecular Microbiology, DOI: 10.1111/mmi.12603
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