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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-29671
URL: http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2010/2967/


The myxobacterial lipidome : unusual structural features and specific changes during fruiting body development

Das myxobakterielle Lipidom : ungewöhnliche Strukturen und spezifische Veränderungen während der Fruchtkörperbildung

Ring, Michael Werner

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SWD-Schlagwörter: Lipidstoffwechsel , Myxobakterien , Myxococcus xanthus , Fettsäuremuster , Fettsäuren
Freie Schlagwörter (Englisch): lipidome , myxobacteria , Myxococcus xanthus , fatty acid
Institut: Fachrichtung 8.2 - Pharmazie
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Bode, Helge Björn (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.03.2010
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 01.04.2010
Kurzfassung auf Englisch: Myxobacteria are Gram-negative soil bacteria with a complex life cycle. In response to starvation, they form multicellular aggregates named fruiting bodies, in which the cells differentiate into heat- and desiccation-resistant myxospores. The biochemical changes during this process are mostly unknown.
In this study, the lipidome of the model organism Myxococcus xanthus has been analyzed, in particular during the time course of fruiting body development. Besides deeper insights into fatty acid biosynthesis in these organisms, the analyses revealed an accumulation of unusual branched-chain ether lipids and the formation of triacylglycerol vesicles under developmental conditions. Furthermore, an activation of fatty acid alpha-oxidation could be observed, and a family of stereospecific fatty acid alpha-hydroxylases involved in this process has been identified. Evidence is presented that myxobacteria contain sphingolipids as another unusual structural feature in the lipidome.
These data will help to shed more light into the lipid metabolism and the mechanisms governing the complex life cycle of myxobacteria. Enzymes of the bacterial lipid metabolism are interesting targets for the development of antibacterial agents, and the results gained from myxobacteria may give helpful hints to find homologous enzymes in pathogenic bacteria. Furthermore, the biosynthesis of several myxobacterial secondary metabolites relies on certain reactions from lipid metabolism. The data presented here will help to understand how primary and secondary metabolism work together to produce promising lead structures for pharmaceutical and agricultural use.
Kurzfassung auf Deutsch: Myxobakterien sind Gram-negative Bodenbakterien, die sich durch ihren komplexen Lebenszyklus auszeichnen. Bei Nährstoffmangel bilden sie multizelluläre Aggregate, die als Fruchtkörper bezeichnet werden, und in denen sich die Zellen zu Myxosporen differenzieren, die gegen Hitze und Austrocknung resistent sind. Die biochemischen Veränderungen während dieses Vorgangs sind größtenteils unbekannt. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse des Lipidoms im Modellorganismus Myxococcus xanthus, vor allem während der Entwicklung von Fruchtkörpern. Neben tieferen Einblicken in die myxobakterielle Fettsäurebiosynthese zeigten die Untersuchungen eine vermehrte Bildung von ungewöhnlichen verzweigtkettigen Etherlipiden unter Entwicklungsbedingungen, ebenso wie das Auftreten von Vesikeln, die hauptsächlich aus Triacylglycerol bestehen. Eine weitere Beobachtung war die Aktivierung der Alpha-Oxidation von Fettsäuren, bei der eine Familie von stereospezifischen Fettsäure-Alpha-Hydroxylasen eine entscheidende Rolle spielt. Außerdem ergaben sich Hinweise auf das Vorkommen von Sphingolipiden, was für Bakterien ebenfalls ungewöhnlich ist. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen, den Lipidstoffwechsel und auch das komplexe Regulationsnetzwerk, das dem Lebenszyklus der Myxobakterien zugrunde liegt, besser zu verstehen. Enzyme des bakteriellen Lipidstoffwechsels stellen interessante Targets für die Entwicklung neuer Antibiotika dar, und die Stoffwechselwege der Myxobakterien sind möglicherweise auf pathogene Bakterien übertragbar. Außerdem greifen die Biosynthesewege mehrerer myxobakterieller Sekundärstoffe auf den Lipidstoffwechsel zurück, so dass die erhaltenen Daten auch beitragen werden zum Verständnis des Zusammenspiels von Primär- und Sekundärstoffwechsel, das vielversprechende Leitstrukturen für die pharmazeutische und landwirtschaftliche Nutzung hervorbringt.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Dissertationen und Habilitationen der Fakultät 8

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