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Durch biotechnologische Produktion von organischen Chemikalien und Nahrungsergänzungsmittel werden nachwachsende Rohstoffe benutzt und chemische Verfahren ersetzt, was die Abhängigkeit von fossilen Kohlenstoffquellen wie Erdöl verringert sowie die Energie- und Entsorgungskosten reduziert. Das grampositive Bodenbakterium Corynebacterium glutamicum wird als industrieller Produktionsstamm genutzt, hauptsächlich für die Produktion von L-Aminosäuren. Der Einsatz der rekombinanten DNA-Technologie ermöglicht die gezielte Konstruktion weiterer spezialisierter Zellfabriken für andere Produkte. Für die rationale Stammentwicklung ist ein grundlegendes Verständnis der zellulären Physiologie und ihrer Regulation eine wichtige Voraussetzung.
Phosphat und Eisen spielen eine sehr wichtige Rolle im Metabolismus von Bakterien und daher ist die Aufklärung der Regulationsmechanismen zur Erhaltung der Phosphat- und Eisen-Homöostase von großem Interesse. In zwei vorherigen Studien mit C. glutamicum wurde ein möglicher Zusammenhang zwischen der Phosphatmangel-Antwort und der Eisen-Homöostase identifiziert (Ishige et al., 2003).
In der vorliegenden Arbeit haben wir diesen möglichen Zusammenhang näher analysiert. Unter Verwendung molekularbiologischer Techniken konstruierten wir eine Serie von Reporterplasmiden mit denen wir Promoter-Aktivität Studie durchgeführt haben. Die Expression von Genen, die unter der Regulierung von einem Master-Regulator der Eisenhomöostase (DtxR) stehen, wurde in einem C. glutamicum Wildtyp (WT) und verschiedenen Mutanten unter Phosphatlimitation analysiert. Die getesteten Mutanten wurden z.B. für die Gene deletiert, die für die Eisenspeicherproteine Ferritin und „DNA-protection during starvation“ Protein und anderen in der Eisenhomöostase relevante Proteine kodieren. Der Vergleich dieser Stämme mit dem Wildtyp sollte uns Einblicke in die Rolle der fehlenden Proteine in dem Eisen- und Phosphatmetabolismus in C. glutamicum geben.