Biosynthese des Isobakteriochlorins Häm d1  : Charakterisierung der Proteine NirJ und NirDLGH aus Pseudomonas aeruginosa

In der vorliegenden Arbeit wurde erfolgreich NirJ aus Hydrogenobacter thermophilus als Eisen-Schwefel-Protein charakterisiert. Anschließend wurde mittels Eisen- und Schwefelbestimmungen gezeigt, dass ein [4Fe-4S]2+ -Zentrum pro NirJ vorliegt. UV/Vis-spektroskopische Untersuchungen unterstützten diesen Befund. Des Weiteren wurden in dieser Arbeit die Proteine NirDLGH aus P. aeruginosa charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Einzelproteine NirD, NirL, NirG und NirH als Homodimere vorliegen. Interessanterweise konnte ebenfalls das Auftreten von heterodimeren Proteinkomplexen NirD/L bzw. NirG/H gezeigt werden. Ein tetramerer Komplex wurde nicht beobachtet. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde mittels Primer-Extension-Analyse gezeigt, dass sich im nir-Operon von P. aeruginosa -42 bp upstream von nirJ ein Transkriptionsstartpunkt befindet. Dies deutet auf das Vorhandensein eines separaten nirJEN-Transkripts hin. Durch lacZ-Reportergenfusionen konnte gezeigt werden, dass die Aktivität des neu entdeckten nirJ-Promotors unter anaeroben Wachstumsbedingungen und in Gegenwart von Nitrat im Vergleich zu aeroben Bedingungen um das Dreifache induziert wird. Die Induktion erfolgt dabei durch die Proteine NirDLGH. Des Weiteren konnte durch Gelretardationsexperimente eine Bindestelle für die Proteine NirDLGH ca. -85 bp upstream von nirJ identifziert werden. Dabei wurden die Einzelproteine NirL und NirH bzw. die Proteinkomplexe NirD/L und NirG/H als DNA-bindende Proteine identifiziert. Diese Tatsache konnte mittels initialer DNaseI-Protektionsanalysen verifiziert werden. Somit konnte gezeigt werden, dass es sich bei den Proteinen NirDLGH aus P. aeruginosa um Transkriptionsfaktoren handelt. Es sei erwähnt, dass eine zusätzliche enzymatische Funktion der Proteine durchaus denkbar wäre. Das Protein NirDL aus H. thermophilus wurde erfolgreich kristallisiert. Ein Datensatz mit einer Auflösung von 3.2 A konnte aufgenommen werden.