Enzyme und Reaktionswege zur Abwehr reaktiver Sauerstoffspezies

Clostridium acetobutylicum sieht sich als anaerobes Bakterium aufgrund der Instabilität seiner Habitate des Öfteren Sauerstoffexpositionen ausgesetzt. Aerobe Mikroorganismen wie z. B. Escherichia coli bedienen sich eines Systems aus Superoxid-Dismutase und Katalase, um dem schädlichen Einfluss von Sauerstoffradikalen zu entgehen. Auch C. acetobutylicum überlebt oxidativen Stress trotz fehlender Katalase für eine gewisse Zeit relativ gut. Die zugrundeliegenden Reaktionen wurden in dieser Arbeit untersucht und teilweise aufgeklärt. Eine entscheidende Rolle spielt dabei das Protein Desulfoferrodoxin, eine Superoxid-Reduktase. Bei der Entgiftungsreaktion werden Elektronen von NADH über eine Elektronentransportkette bestehend aus NROR, Rubredoxin und Desulfoferrodoxin auf Superoxid übertragen. Dabei entstandenes Wasserstoffperoxid wird durch reverses Rubrerythrin unter Verwendung derselben Redoxkette zu Wasser reduziert. Zudem konnte die oxidative Stresstoleranz von C. acetobutylicum durch Überexpression bzw. Inaktivierung der entsprechenden Komponenten erhöht bzw. verringert werden. Die Ergebnisse tragen wesentlich zum Verständnis der oxidativen Stressantwort von C. acetobutylicum bei.