MethodenpapierAlcanivorax borkumensis produziert ein extrazelluläres Siderophor unter eisenlimitierten Bedingungen, das die Effizienz des Kohlenwasserstoff-degradation efficiency

Obligate marine kohlenwasserstoffoklastische Bakterien besitzen genetische und physiologische Eigenschaften, um Kohlenwasserstoffe als einzige Kohlenstoffquelle zu nutzen und um um die Aufnahme von Nährstoffen in normalerweise nährstoffarmen marinen Lebensräumen zu konkurrieren. In der vorliegenden Arbeit haben wir die auf Siderophoren basierenden Eisenaufnahmesysteme in Alcanivorax borkumensis SK2 und ihre Funktionsweise während des biologischen Abbaus eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, Tetradecan, unter eisenlimitierenden Bedingungen untersucht. Die antiSMASH-Analyse des SK2-Genoms ergab das Vorhandensein von zwei verschiedenen mutmaßlichen Operons von Siderophor-Synthetasen. Die Suche nach den vorhergesagten Kernstrukturen zeigte, dass ein Siderophor eindeutig zur Familie der komplexen oligopeptidischen Siderophore mit einem Orn-Ser-Orn-Carboxyl-Motiv gehört, während das zweite wahrscheinlich zur Familie der SA (Salicylsäure)-basierten Siderophore gehört.

Bei der Analyse des Überstandes der SK2-Kultur wurde ein extrazelluläres Siderophor identifiziert und seine Struktur aufgeklärt. Somit produziert der SK2-Stamm neben dem kürzlich beschriebenen membranassoziierten amphiphilen tetrapeptidischen Siderophor Amphibactin zusätzlich einen extrazellulären Typ eines eisenchelatbildenden Moleküls mit struktureller Ähnlichkeit zu Pseudomoninen. Eine vergleichende Q-PCR-Analyse der Siderophor-Synthetasen zeigte deren signifikante Hochregulierung in eisenarmem Medium. Für zwei Operons wurden unterschiedliche Expressionsmuster während der frühen und späten exponentiellen Wachstumsphase festgestellt, was auf eine unterschiedliche Funktion dieser beiden Siderophore unter eisenarmen Bedingungen schließen lässt.