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

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.