Vitamin B6-Stoffwechsel in dem Gram-positiven Modellbakterium Bacillus subtilis

• Antragsteller: Professor Dr. Fabian M. Commichau
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449598253

Der Begriff "Vitamin B6" ist eine Sammelbezeichnung für die Vitamere Pyridoxal (PL), Pyridoxin (PN) und Pyridoxamin (PM) sowie für die entsprechenden Phosphatester Pyridoxal 5‘-Phosphat (PLP), Pyridoxin 5‘-Phosphat (PNP) und Pyridoxamin 5‘-Phosphat (PMP). PLP ist das wichtigste B6-Vitamer, da es vielen Proteinen und Enzymen als Cofaktor dient. In dem Gram-positiven Modellbakterium Bacillus subtilis gibt es mindestens 65 PLP-abhängige Proteine. B. subtilis nutzt den Deoxyxylulose 5‘-Phosphat-(DXP)-unabhängigen PdxST-Enzymkomplex für die Biosynthese von PLP. Andere Organismen synthetisieren PLP über den DXP-abhängigen Weg, an dem sieben Enzyme direkt beteiligt sind. Es ist bekannt, dass B. subtilis die B6-Vitamere PL und PN aus der Umwelt aufnehmen und in PLP konvertieren kann. Die Transportsysteme für die B6-Vitamere sind jedoch unbekannt. In dem vorgeschlagenen Projekt möchten wir den ersten bakteriellen Vitamin B6-Transporter identifizieren. Darüber hinaus möchten wir die Rolle der Glutaminase PdxT bei der PLP-Synthesis und die Übertragung des reaktiven B6-Vitamers PLP auf die Zielproteine untersuchen. Kürzlich haben wir festgestellt, dass zwei genomische Veränderungen ausreichen, um einen verkürzten DXP-abhängiger PLP-Biosyntheseweg, welcher nur aus zwei Enzymen besteht, zu aktivieren. Genetische Analysen zeigten, dass das YtoQ-Protein mit unbekannter Funktion an der Vitamin B6-Biosynthese beteiligt ist. Durch die Anwendung genetischer und biochemischer Ansätze wollen wir die physiologische Rolle des YtoQ-Proteins aufklären. Um herauszufinden, wie der neuartige Vitamin B6-Biosyntheseweg funktioniert, werden wir Metabolom-Analysen durchführen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen