Galactose and Glucose Metabolism in Haloferax volcaniipathways, enzymes and transcriptional regulation

Genomanalysen deuten darauf hin, dass in dem Haloarchaeon Haloferax volcanii Galactose über einen DeLey-Doudoroff- (DD) Weg abgebaut wird. Der Transport von Galactose und die beteiligten Enzyme des Galactose-Abbaus wurden bisher nicht untersucht. Genomanalysen des Haloarchaeons Halorhabdus utahensis deuten darauf hin, dass Galactose, anders als für H. volcanii postuliert, über einen Leloir-Weg abgebaut wird. Untersuchungen zum Galactose-Abbau in H. utahensis wurden bisher nicht durchgeführt. Weiterhin deuten Untersuchungen darauf hin, dass Glucose in H. volcanii über einen semiphosphorylierten Entner-Doudoroff- (spED) Weg abgebaut wird. Das Schlüsselenzym dieses Wegs, die KDPG-Aldolase, wurde bisher nicht detailliert charakterisiert. Die Enzyme der Oxidation von Glycerinaldehyd-3-Phosphat (GAP), einem Intermediat des Galactose- und Glucose-Abbaus in H. volcanii wurden nicht untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurden der Transport und der Abbau von Galactose, sowie die transkriptionelle Regulation der Gene des Galactose-Abbaus in H. volcanii untersucht. In H. utahensis wurde das Schlüsselenzym des Leloir-Wegs charakterisiert. Außerdem wurde die KDPG-Aldolase, sowie die Enzyme der GAP-Oxidation zu 3-Phosphoglycerat in H. volcanii detailliert untersucht. Im Folgenden werden die in der vorliegenden Arbeit erzielten Ergebnisse zusammengefasst...Genome analyses suggest that in the halophilic archaeon Haloferax volcanii galactose is degraded via a DeLey-Doudoroff pathway (DD). The transport of galactose and the enzymes involved in galactose degradation in H. volcanii have not been characterized so far. Genome analyses of the halophilic archaeon Halorhabdus utahensis suggest, that galactose, in contrast to H. volcanii, is degraded via the classical Leloir-pathway. Enzymes involved in galactose degradation in H. utahensis have not been analyzed so far. Furthermore, recent studies indicate that glucose is degraded via a semiphosphorylative Entner-Doudoroff pathway (spED). The key enzyme of this pathway, KDPG aldolase, has not been characterized in detail. Also, the enzymes involved in oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate (GAP), an intermediate of galactose and glucose catabolism in H. volcanii, have not been analyzed so far. In this thesis the transport and degradation of galactose as well as transcriptional regulation of the genes involved in galactose degradation in H. volcanii were investigated. In H. utahensis the key enzyme of Leloir pathway was characterized. Moreover, KDPG aldolase, the key enzyme of glucose degradation as well as enzymes catalyzing GAP oxidation to 3-phosphoglycerate were investigated in detail in H. volcanii. The following results were obtained in this thesis..