Genome Sequence Analysis and Characterization of Recombinant Enzymes from the Thermoacidophilic Archaeon Picrophilus torridus

Abstract

Picrophilus torridus ist ein thermo- und acidophiles Archaebacterium, welches mit seinen Wachstumsoptimum bei 60 °C und pH 0,7 den bislang acidophilsten bekannten Organismus repräsentiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das komplette Genom von P. torridus sequenziert und im Anschluss die identifizierten Gene und die von ihnen potenziell codierten Stoffwechselwege analysiert. Die durch das Genom gewonnenen Informationen wurden im Hinblick auf die einzigartigen Eigenschaften des Organismus interpretiert. Insbesondere war zu erwarten, dass die Genomsequenz von P. torridus eine intensivere Untersuchung der evolutionären Verwandtschaft und des lateralen Gentransfers von Organismen ermöglichen würde, die ähnlich extreme Wachstumsbedingungen haben. Um die Anpassungsmechanismen, die dem Organismus das Überleben bei niedrigen pH Werten erlauben, näher zu untersuchen, wurden mehrere P. torridus Leserahmen zur heterologen Expression ausgewählt. Dabei wurden Standard- (E. coli) und alternative Expressionssysteme (S. solfataricus und S. cerevisiae) verwendet. Zwei rekombinante Enzyme, eine α-Glucosidase (MalP) und eine Glucose-1-Dehydrogenase (GdhA), wurden produziert, aufgereinigt und biochemisch charakterisiert.