Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Biochemie

Betreuer: Prof. Dr. Birgit Piechulla



Dipl.-Biol. Nancy Magnus
(e-mail: nancy.magnus@uni-rostock.de )

Unraveling the regulatory mechanisms controlling the biosynthesis and emission of the volatile organic compound 'sodorifen' produced by Serratia plymuthica 4Rx13

Ziel der Arbeit war es die Regulation der ungewöhnlichen, volatilen Verbindung Sodorifen in verschiedenen Serratia Spezies zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden Expressionsanalysen des entsprechenden Biosynthese-Genclusters unter verschiedenen Kultivierungsbedingungen durchgeführt. Zusätzlich wurden verschiedene zentrale Regulationsmechanismen im Sodorifen-Produzenten Serratia plymuthica 4Rx13 mittels Mutagenese inaktiviert um deren Einfluss auf die Sodorifen-Emission bewerten zu können. Dabei zeigte sich, dass die Biosynthese dieser ungewöhnlichen volatilen Verbindung hauptsächlich transkriptionell reguliert ist und dabei vor allem die globalen Mechanismen der Kohlenstoff-Katabolit-Regulation und des Quorum Sensing involviert sind. Darüber hinaus lassen die Ergebnisse ebenfalls die Spekulation zu, dass Sodorifen eine mögliche Rolle in der Stress-Antwort der produzierenden Bakterien spielt. Interessanterweise ist dies das erste Mal, dass dieser neuartigen Verbindung eine mögliche Funktion zugeordnet werden konnte.

The aim of this work was to investigate the regulatory mechanisms underlying production of the unique volatile compound sodorifen in different Serratia species. For this purpose, expression analyses of the respective biosynthetic gene cluster were performed under varying cultivation conditions. Additionally, global regulatory pathways were inactivated in the sodorifen producing strain Serratia plymuthica 4Rx13 using insertional deletion mutagenesis. As a result, biosynthesis of this unusual volatile compound was found to be predominantly regulated on a transcriptional level particularly involving the central regulatory mechanisms of carbon catabolite repression and quorum sensing. Interestingly, the obtained results gave rise to the speculation that sodorifen might be involved in stress response of the producing bacteria which is the first time that a potential function could be related to this novel molecule.