Molekültransporter bei Lebensmittelverderb
Milchsäurebakterien (lactic acid bacteria, LAB) werden bei der Fermentation von Nahrungsmitteln wie Joghurt, Sauerkraut und Wurst verwendet. Einer ihrer Stoffwechselwege erzeugt Karbonsäuren aus Kohlenhydraten. So wird zum Beispiel in Milchprodukten Laktose zu Milchsäure umgewandelt. Der Säurecharakter der Milch dient zur Konservierung, da die meisten anderen darin enthaltenen Mikroorganismen nicht so säureresistent sind. Selbstverständlich verfügen Milchsäurebakterien über viele komplexe Stoffwechselwege, von denen einige nicht so erwünscht sind. Einer davon ist die Produktion von biogenen Aminen (BA). Im Allgemeinen sind sie das Resultat der Umwandlung einer Aminosäure in ihr entsprechendes Amin. Ein klassisches Beispiel dafür ist die Erzeugung von Histamin aus Histidin. Die biochemische Ursache für diese speziellen Stoffwechselwege ist Energieerzeugung. Das von Europa finanzierte Projekt DECARBOXYLATE hatte die Erforschung der beteiligten Stoffwechselwege zum Ziel. Das Hauptziel bestand in der Entwicklung von Stämmen, die keine biogenen Amine produzieren können. Eine Projektgruppe der Universität Groningen in den Niederlanden untersuchte Molekülbestandteile von zwei Typen energieerzeugender Stoffwechselwege: die protonenmotorische Kraft und den mit Beteiligung des energiespeichernden Moleküls ATP (Adenosintriphosphat). Ungeachtet der Energieerzeugungsart gibt es immer ein an dem Prozess beteiligtes Transportermolekül. Es ist verantwortlich für die Aufnahme eines Vorläufermoleküls und die Exkretion des biogenen Aminendprodukts in der Zelle. Die Wissenschaftler untersuchten drei der sogenannten Vorläufer-Produkt-Austauscher: Histidin-Histamin, Tyrosin-Tyramin und Agmatin-Putreszin. Das treffend benannte Putreszin verursacht den Fäulnisgeruch von verwesendem Fleisch. Mithilfe von modernster Technik wurden die Transporter identifiziert, ihre relative Molekülmasse bestimmt und ihre Wirkungsweise untersucht. Die für die Transporter verantwortlichen Gene wurden auf transportablen DNA-Teilen, den Plasmiden, geklont. Diese speziellen Plasmide kodierten die Gene zur Erzeugung des Transportermoleküls sowie einer chemischen Markierung, die während der Untersuchungen der Identifizierung des Moleküls dienen. Diese Plasmide wurden dann in ein herkömmliches Milchsäurebakterium, einen Lactobacillus, transformiert und beobachtet. Als Mittel zum Vergleich der Aktivität nutzte man Kontrollzellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind eine wichtige Grundlage für weitere Untersuchungen der biogenen Aminproduktion bei der Lebensmittelverarbeitung. Das Resultat werden sicherere, aminfreie Lebensmittel und ein konkurrenzfähigerer europäischer Markt für Lebensmittelerzeugung sein.
