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Anaerober Abbau von Kresolen und Monohydroxybenzoaten

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Anaerobic degradation of cresols and monohydroxybenzoates
Publikationstyp
Dissertation
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Zusammenfassung

All aromatic compounds are potential substrates for microorganisms. Hence, microorganisms play an eminent role in the global carbon cycle. The present work describes the anaerobic degradation of cresols and toluene, both bulk chemicals of the petroleum industry, and the anaerobic degradation of 3-hydroxybenzoate, a model compound for degradation of lignin-monomers. Degradation pathways for these aromatic substrates are postulated on the basis of in vitro measurements of key enzymes in various, metabolically distinct bacteria. The sulfate-reducing bacterium Desulfobacterium cetonicum channels cresols and toluene into its central metabolism via a novel addition reaction; fumarate is added to the methyl group of these compounds to form benzylsuccinate or a derivative thereof. 3-Hydroxybenzoate can be degraded by a fermenting bacterium, Sporotomaculum hydroxybenzoicum, most likely via the benzoyl-CoA pathway after CoA-esterification and subsequent reductive dehydroxylation of 3-hydroxybenzoyl-CoA, or by a denitrifying bacterium, strain BoNHB via novel oxidative hydroxylation reactions. Work presented here suggests that under anaerobic conditions the prevailing redox regime constitutes the degradation pathway of a given aromatic substrates.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Alle aromatischen Verbindungen sind potentiell Substrate für Mikroorganismen. Somit spielen Mikroorganismen eine elmentare Rolle im globaren Kohlenstoffkreislauf. Die vorliegende Arbeit beschreibt den anaeroben Abbau der aromatischen Verbindungen m-Kresol und Toluol, beides wichtige Produkte der Petroleumindustrie, sowie von 3-Hydroxybenzoat, einer Modelverbindung für Ligninmonomere. In vitro Messungen oftmals erstmalig beschriebener enzymatischer Reaktionen dienten als Grundlage zur Erstellung von Abbauwegen für die angesprochenen aromatischen Verbindungen. Das sulfatreduzierende Bakterium Desulfobacterium cetonicum führt Kresole und Toluol über eine neuartige Additionreaktion in den zentralen Stoffwechsel über. Die Methylgruppe dieser Verbindungen wird unter Bildung von Benzylsuccinat(derivat) an die Doppelbindung von Fumarat addiert. 3-Hydroxybenzoat wird in dem gärenden Bakterium Sporotomaculum hydroxybenzoicum über CoA-Veresterung mit nachfolgender reduktiver Dehydroxylierung von 3-Hydroxybenzoyl-CoA über den Benzoyl-CoA Weg abgebaut. Das denitrizierende Bakterium, Stamm BoNHB verstoffwechselt 3-Hydroxybenzoat wahrscheinlich über neuartige anaerobe Hydroxylierungreaktionen. Diese Arbeit deutet an, dass unter anaeroben Bedingen die vorherrschenden Redoxbedingungen für den Verlauf der Abbauwege aromatischer Verbindungen ausschlaggebend sind.

Fachgebiet (DDC)
570 Biowissenschaften, Biologie

Schlagwörter

Fumarataddition, CoA-Transferase, reduktive Dehydroxylierung, aromatic compounds, fumarate addition, CoA-transferase, reductive dehydroxylation

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ISO 690MÜLLER, Jochen A., 2000. Anaerober Abbau von Kresolen und Monohydroxybenzoaten [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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May 12, 2000
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