Untersuchungen zum Metabolismus von Chlortoluolen: Konstruktion Chlortoluol und Chlorbenzylalkohol verwertender Mikroorganismen

Lehning, Anja

Die Toluol Dioxygenase und Tetrachlorbenzol Dioxygenase der Rezipientenstämme Pseudomonas putida F1 und Burkholderia sp. PS12 monooxygenieren 2- und 3-Chlortoluol zu Chlorbenzylalkoholen und dioxygenieren 4-Chlortoluol. In diese Stämme wurden die oberen Toluol Abbaugene des TOL-Plasmides, ein Chlorbrenzkatechin Abbauweg und 2-Chlorbenzoat Dioxygenase Gene mittels Minitransposons integriert. Das Derivat Pseudomonas putida F1AL nutzt 3-Chlortoluol, 2- und 3-Chlorbenzylalkohol als Wachstumssubstrate. 3-Chlortoluol wird durch die integrierte Xylol Monoxygenase monooxygeniert. Der gebildete 3-Chlorbenzylalkohol wird dehydrogeniert, intermediäres 3-Chlorbenzoat zu Chlorbrenzkatechinen umgesetzt, welche durch die integrierte Chlorbrenzkatechin 1,2-Dioxygenase dioxygeniert und mineralisiert werden. 2-Chlorbenzylalkohol wird durch die integrierten Dehydrogenasen zu 2-Chlorbenzoat dehydrogeniert, welches durch die integrierte 2-Chlorbenzoat Dioxygenase dioxygeniert, und gebildetes Brenzkatechin mineralisiert wird. 2-Chlortoluol wird kometabolisiert durch initiale Monooxygenierung zu 2-Chlorbenzylalkohol, welches verstoffwechselt wird. 4-Chlortoluol stellt aufgrund eines misroutings kein Wachstumssubstrat dar. Das Derivat Burkholderia sp. PS12AL mit den oberen TOL Abbaugenen und den 2-Chlorbenzoat Dioxygenase Genen nutzt 2- und 3-Chlorbenzylalkohol als Wachstumssubstrate, beide werden wie in Pp F1AL mineralisiert. 2- und 3-Chlortoluol werden kometabolisiert, wobei die Monooxygenierung, katalysiert durch die Tetrachlorbenzol Dioxygenase, zu 2- bzw. 3-Chlorbenzylalkohol führt, welches jeweils verstoffwechselt wird. 4-Chlortoluol wird nach initialer Dioxygenierung, vollständig mineralisiert.

The toluene dioxygenase and tetrachlorobenzene dioxygenase of the recipient strains Pseudomonas putida F1 and Burkholderia sp. PS12 monooxygenase 2- and 3-chlorotoluene to chlorobenzylalcohols and dioxygenase 4-chlorotoluene. We integrated the upper TOL genes of the TOL plasmid, genes of chlorocatechol metabolism and genes for a 2-chlorobenzoate dioxygenase into these strains by minitransposonsystem. The derivative Pseudomonas putida F1AL uses 3-chlorotoluene, 2- and 3-chlorobenzylalcohol as growth substrates. 3-chlorotoluene is monooxygenated by the integrated xylene monooxygenase. The produced 3-chlorbenzylalcohol is dehydrogenated, intermediate 3-chlorobenzoate is transformed to chlorocatechols, which are dioxygenated by the integrated chlorocatechol 1,2-dioxygenase and mineralized. 2-chlorobenzylalcohol is dehydrogenated by the integrated dehydrogenases to 2-chlorobenzoate, which is dioxygenated by the integrated 2-chlorobenzoate dioxygenase, and the produced catechol is mineralized. 2-chlorotoluene is cometabolized by initial monooxygenation to 2-chlorobenzylalcohol, which is degradable. 4-chlorotoluene is not used as a growth substrate because of misrouting. The derivative Burkholderia sp. PS12AL with the integrated upper TOL genes and the 2-chlorobenzoate dioxygenase genes uses 2- and 3-chlorobenzylalcohol as growth substrates, both are mineralized like in PpF1AL. 2- and 3-chlorotoluene are cometabolized by monooxygenation, catalyzed by the tetrachlorobenzene dioxygenase, to 2- and 3-chlorobenzylalcohol, which are dedradable. 4-chlorotoluene is mineralized after initial dioxygenation.

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Lehning, Anja: Untersuchungen zum Metabolismus von Chlortoluolen: Konstruktion Chlortoluol und Chlorbenzylalkohol verwertender Mikroorganismen. 1998.

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