Acetone activation by the strictly anaerobic bacterium Desulfococcus biacutus

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2013
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Dissertation
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Zusammenfassung

In the context of this dissertation the activation of acetone under strictly anoxic conditions was studied. For that purpose the sulfate-reducing microorganism Desulfococcus biacutus has been used. It is concluded that the activation of acetone by D. biacutus occurs in a novel activating mechanism with CO as cosubstrate. This ATP-dependent carbonylation of acetone leads to the formation of acetoacetaldehyde as intermediate. The sequenced and annotated genome of D. biacutus that is part of this work allowed a better understanding of the activation of acetone, and it opened the doors to further investigations on this topic. For example, with genomic and proteomic analysis we found a TPP-dependent enzyme which might be involved in the activation reaction in the degradation of acetone. Moreover, initial experiments showed that TPP is a cofactor in the initial reaction as it was shown with the use of an ATP analogue. There is also the possibility that a B12 enzyme participates in the acetone degradation pathway. Finally, we conclude that strictly anaerobic activation of ketones and hydrocarbons differs highly from the activation in the presence of oxygen, and that the discovery of this novel acetone activation might help in further investigations of hydrocarbon activation.

Zusammenfassung in einer weiteren Sprache

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Aktivierung von Aceton unter strikt anoxischen Bedingungen untersucht. Für diese Studien wurde der sulfat-reduzierende Mikroorganismus Desulfococcus biacutus verwendet. Es wurde bestätigt, dass die Aktivierung von Aceton durch D. biacutus nach einem neuartigen Aktivierungsmechanismus, der CO als Substrat verwendet, geschieht. Diese ATP-abhängige Carbonylierungsreaktion von Aceton führt zur Bildung eines Acetoacetaldehyds als Intermediat. Das im Rahmen dieser Arbeit sequenzierte und annotierte Genom von D. biacutus, ermöglichte weitere Einblicke und ein besseres Verständnis der Acetonaktivierung und öffnete die Tür für weitere Errungenschaften auf diesem Gebiet. Es konnte zum Beispiel mittels genomischer und proteomischer Analyse ein TPP-abhängiges Enzym gefunden werden, welches in der Aktivierungsreaktion innerhalb des Metabolismus von Aceton involviert sein könnte. Darüber hinaus konnte mittels einer neuartigen ATP-Aktivitätssonde gezeigt werden, dass TPP ein Kofaktor in der initiierenden Reaktion darstellt. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass ein B12 Enzym an der Acetonabbaureaktion teilnimmt. Abschließend konnte gezeigt werden, dass sich die strikt anaerobe Aktivierung von Ketonen und Kohlenwasserstoffen stark von der Aktivierung in Anwesenheit von Sauerstoff unterscheidet und dass die Entdeckung dieser neuartigen Acetonaktivierung für zukünftige Untersuchungen auf dem Gebiet der Kohlenwasserstoffaktivierung sich als hilfreich erweisen könnte.

Fachgebiet (DDC)
570 Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter
acetone, Desulfococcus biacutus
Konferenz
Rezension
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Zitieren
ISO 690GUTIERREZ ACOSTA, Olga Brigida, 2013. Acetone activation by the strictly anaerobic bacterium Desulfococcus biacutus [Dissertation]. Konstanz: University of Konstanz
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December 6, 2013
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