F420 in Methanogenen: Auf die Größe kommt es an

Cofaktoren sind für viele enzymatisch katalysierte Prozesse ein essentieller Bestandteil. Während der Biogaserzeugung ist Coenzym F420 an der Methanogenese beteiligt und für die Methanbildung unverzichtbar. Dieser bemerkenswerte Cofaktor kommt in methanogenen Archaeen, aber auch in anderen Prokaryoten vor und ist mit einem Polyglutamatschwanz ausgestattet, der in seiner Länge variieren kann. Obwohl dieser Prozess in methanogenen Mikroorganismen gut untersucht ist, ist nur wenig über die Expression der F420-Glytamylreste bekannt. Erst vor kurzem konnte wissenschaftlich geklärt werden, welche Gene an der Bildung der unterschiedlichen Längen von F420 beteiligt sind. In- situ-Analysen von methanogenen Organismen zur F420-Länge fehlen jedoch weitgehend. Damit stellt dieses Projekt einen mikrobiologisch orientierten Ansatz zur systematischen Untersuchung der Cofaktor-Längen (Glutamyl-Reste) in methanogenen Rein-, Co- und Mischkultursystemen dar, mit dem Ziel, die F420-Expression und Längenvariation in anaeroben Vergärungssystemen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltbedingungen besser zu verstehen. Im Rahmen dieses Projekts soll die Rolle der F420-Länge in methanogenen Rein- und Mischkultursystemen mit folgenden Ansätzen geklärt werden: 1.Die systematische Analyse der Cofaktor-Länge in verschiedenen meso- und thermophilen, acetoklastischen, hydrogeno- und methylotrophen methanogenen Reinkulturen als Funktion von Wachstumsphase, Elektronendonatoren sowie Inkubationstemperatur soll zu einem besseren Verständnis der F420-Expression in Reinkulturen führen und die Grundlage für weitere Analysen liefern. 2.Die Anwendung von RNA-basierten Analysen soll einen Einblick in die Regulation der F420- Expression in methanogenen Reinkulturen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltbedingungen geben. 3.F420-Längenprofile von methanogenen Mischkulturen aus industriellen anaeroben Großreaktoren sollen verwendet werden, um die Auswirkung unterschiedlicher Umweltbedingungen auf die Expression von Cofaktor F420 in-situ untersuchen zu können.