Sind wir, was wir aßen?

,EBENSMITTEL UND 'ENOMIK
3IND WIR WAS WIR A”EN
,ŸLLiÊ7ؘÃV…ˆiÀÃ]ʟ˜
/HNE :WEIFEL HAT DIE %RNËHRUNG EINEN WESENTLICHEN
%INmUSS AUF DIE +ONSTITUTION VON ,EBEWESEN )M TËGLI
CHEN ,EBEN BEGEGNET UNS DIES SOWOHL BEI DER 0mEGE
VON 0mANZEN ALS AUCH AN KOLORIENREICHEN &ESTTAGEN
7IE STEHT ES ABER UM DEN %INmUSS DER ATOMAREN :U
SAMMENSETZUNG DER .AHRUNG àBER LËNGERE :EITRËUME
)NKORPORIEREN -IKROORGANISMEN DIE IN SCHWEFELREICHEN
1UELLEN LEBEN MEHR 3CHWEFEL IN IHRE "IOMASSE "IS
ZU WELCHEN 'RENZEN KÚNNEN SICH ,EBEWESEN VON DER
ATOMAREN +OMPOSITION DER 5MWELT ISOLIEREN 5ND
SCHLIE”LICH "EEINmUSSEN ,EBENSMITTELADDITIVE WIE
&OLSËURE DIE %VOLUTION DES -ENSCHEN
*UXQGVlW]OLFKLVWMHGHV/HEHZHVHQEHVWUHEWVHLQ
LQQHUHV0LOLHXLQQHUKDOEEHVWLPPWHU*UHQ]HQDXI
UHFKW]XHUKDOWHQ'LHVHU5HJXODWLRQVSUR]HVVZLUG
DOV+RP|RVWDVHEH]HLFKQHW$EE=ZHLH[WUH
PH6LWXDWLRQHQVLQGYRUVWHOOEDU=XPHLQHQN|QQWH
GDVLQQHUH0LOLHXEHUKDXSWQLFKWUHJXOLHUWVHLQ
,QGLHVHP)DOOHQWVSUlFKHGLH=XVDPPHQVHW]XQJ
HLQHV /HEHZHVHQ DXV DWRPDUHU 6LFKW H[DNW GHU
=XVDPPHQVHW]XQJ GHU DXIJHQRPPHQ 1lKUVWRIIH
²GDV/HEHZHVHQLVWZDVHVLVVW'LHVHP([WUHPIDOO
ZLUGPDQDXVHLQVLFKWLJHQ*UQGHQLQGHUEHOHE
WHQ1DWXUQLFKWEHJHJQHQ=XPDQGHUHQN|QQWHHLQ
/HEHZHVHQVHLQLQQHUHV0LOLHXYROOVWlQGLJNRQVWDQW
KDOWHQ,QGLHVHP)DOOGHUVWULNWHQ+RP|RVWDVHZl
UHGLH=XVDPPHQVHW]XQJGHV/HEHZHVHQVDOVRYROO
NRPPHQYRQGHU8PZHOWXQDEKlQJLJ$XFKGLHVHQ
([WUHPIDOONDQQPDQQLFKWEHREDFKWHQ(LQ]LJGLH
9LUHQ GLH DOOHUGLQJV DXV YLHOHUOHL *UQGHQ QLFKW
]X GHQ /HEHZHVHQ JH]lKOW ZHUGHQ KDEHQ HLQH
HLQGHXWLJHYRQGHU8PZHOWXQDEKlQJLJH=XVDP
PHQVHW]XQJ1XUDXVGLHVHP*UXQGHVLQG9LUHQ
GHUNULVWDOORJUDSKLVFKHQ6WUXNWXUDQDO\VH]XJlQJOLFK
$EE'HU*UXQGGDVV/HEHZHVHQVLFKNHLQH
VWULNWH+RP|RVWDVHOHLVWHQOLHJWLQGHPLPPHQVHQ
(QHUJLHEHGDUIEHJUQGHWGHUIUGLH.RQWUROOHXQG
$XIUHFKWHUKDOWXQJHLQHVNRQVWDQWHQ0LOLHXVHUIRU
GHUOLFKZlUH
)UGLH%HWUDFKWXQJGHU=XVDPPHQVHW]XQJYRQ
/HEHZHVHQVSLHOWGHU%HREDFKWXQJV]HLWUDXPHLQH
$ER !UTOR
3ULYDWGR]HQW'U5|EEH:QVFKLHUVVWXGLHUWH%LRORJLHLQ0DUEXUJ
XQG SURPRYLHUWH GRUW LQ 3ÁDQ]HQSK\VLRORJLH 6HLW OHKUW HU
DQGHU8QLYHUVLWlW.|OQ%LRLQIRUPDWLNXQGDP&RORJQH8QLYHUVLW\
%LRLQIRUPDWLFV&HQWHU&8%,&*HQHWLN)UGLH&/%VFKUHLEWHU
VHLW
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT !BB (OMÚOSTASE n %INmUSS DER STOFmICHEN :USAMMENSET
ZUNG DER 5MWELT AUF EINEN /RGANISMUS 3CHWARZGESTRICHELTE
,INIE KEINE (OMÚOSTASE DIE :USAMMENSETZUNG DES /RGANIS
MUS ENTSPRICHT DER 5MWELT "LAU POSITIVE OBEN ODER NEGATIVE
UNTEN (OMÚOSTASE DIE +ONZENTRATION DER VERFàGBAREN
6ERBINDUNGEN WIRD AKTIVE ANGEPASST 2OT 3TRIKTE (OMÚOSTASE
DIE +ONZENTRATION EINER 6ERBINDUNG WIRD àBER WEITE "EREICHE
KONSTANT GEHALTEN ANDERNFALLS KOMMT ES ZU 4OD 'RàN $YNA
MISCHE (OMÚOSTASE DER 'RAD DER (OMÚOSTASE HËNGT VON DER
5MWELTKONZENTRATION DER 6ERBINDUNG AB ALLE !BB 7àNSCHIERS
!BB /RGANISMISCHE 3TÚCHIOMETRIE n 7ËHREND DIE
STOFmICHE :USAMMENSETZUNG DER MEISTEN /RGANISMEN VON
VIELEN &AKTOREN ABHËNGIG IST UND WËHREND DER ,EBENSSPANNE
VARIIERT IST SIE FàR 6IREN UND 0ROTEINE KONSTANT $AHER KANN
Z" FàR DEN -ENSCHEN NUR EINE RELATIVE AUF +OBALT BEZOGENE
3UMMENFORMEL FàR DEN 0OLIOVIRUS UND FàR )NSULIN DAGEGEN
EINE ABSOLUTE 3UMMENFORMEL ANGEGEBEN WERDEN
$WRPHQ ]XVDPPHQJHVHW]W VHLQ
XQGGHQQRFKGLHVHOEH)XQNWLRQ
HUIOOHQ *UXQGVlW]OLFK ELHWHW
VLFK 2UJDQLVPHQ DOVR GLH 0|J
OLFKNHLW LKUH 3URWHLQ E]Z (Q
]\PNRPSRVLWLRQ HQWVSUHFKHQG
GHU9HUIJEDUNHLWDQÅ%DXVWRIIHQ´
]XYDULLHUHQ%HWUDFKWHQZLUHLQ
NRQNUHWHV%HLVSLHO
!BB !NPASSUNG n !NPASSUNGEN AN DIE STOFmICHE :USAMMENSETZUNG DER
5MWELT KÚNNEN IN VERSCHIEDENEN :EITRËUMEN ERFOLGEN $IE !NPASSUNGEN BETREFFEN
ENTWEDER DEN 3TOFFTRANSPORT DIE 'ENEXPRESSION ODER DAS 'ENOM
!5&3¯4:%
3CHWEFELASSIMILATION
BEI -IKROORGANISMEN
!BB 3CHWEFELASSIMILATION n .ACH DER !UFNAHME VON 3CHWEFEL IN &ORM VON
3ULFATEN ODER 4HIOSULFATEN DURCH DIE :ELLMEMBRAN WIRD DIESER AUF DIE 3TUFE VON
3CHWEFELWASSERSTOFF REDUZIERT UND IN DIE !MINOSËUREN #YSTEIN UND -ETHIONIN
INKORPORIERT
HQWVFKHLGHQGH 5ROOH .XU]IULVWLJH 6FKZDQNXQJHQ
GHU .RPSRVLWLRQ XQPLWWHOEDU QDFK GHU 1DKUXQJV
DXIQDKPHVLQG]XHUZDUWHQ:LHDEHUYHUKlOWVLFK
GHU(LQÁXVVEHUHLQHQOlQJHUHQ=HLWUDXP$EE"
.XU]IULVWLJH(IIHNWHZHUGHQEHUGLH+RP|RVWDVHDO
VRGHQ6WRIIWUDQVSRUWLQXQGDXVGHQ=HOOHQUHJXOLHUW
/lQJHUIULVWLJH$QSDVVXQJHQEHWUHIIHQLQGHU5HJHO
GLH*HQH[SUHVVLRQ6RYHUlQGHUWVLFKGLH*HQH[SUHV
VLRQGHU+DXWXQWHUGHP(LQÁXVVYRQ6RQQHQOLFKW
XPVFKW]HQGHV0HODQLQ]XELOGHQ(EHQVRZLUGVLFK
HLQJXWWUDLQLHUWHU*HZLFKWKHEHUEH]JOLFKVHLQHU
0XVNHOXQG.QRFKHQPDVVHGHXWOLFKYRQHLQHP0D
UDWKRQOlXIHUXQWHUVFKHLGHQhEHUGLHVH$NNOLPDWL
RQVSUR]HVVHKLQDXVEHREDFKWHQZLUHLQH$QSDVVXQJ
ZHOFKHGLH9HUHUEXQJEHWULIIWDOVRDXIGHU(EHQH
GHU '1$ GHV *HQRPV VWDWWÀQGHW ,P IROJHQGHQ
ZLUGEHUZLHJHQGYRQVROFKHQOlQJHUIULVWLJHQ$QSDV
VXQJHQGLH5HGHVHLQ8PLQGLYLGXHOOH9DULDWLRQHQ
GHUDWRPDUHQ=XVDPPHQVHW]XQJYRQ2UJDQLVPHQ
*HZLFKWKHEHU6RQQHQEUlXQHZHLWJHKHQGDXV]X
EOHQGHQZHUGHQZLUXQVLP)ROJHQGHQ]XGHPDXI
GLH=XVDPPHQVHW]XQJGHU3URWHLQHXQG1XNOHLQVlX
UHQ'1$51$NRQ]HQWULHUHQ'HQ*UXQGP|FKWH
LFKDPIROJHQGHQ$QDORJRQHUOlXWHUQ(LQ+DXVEW
LPPHUHLQH6FKXW]IXQNWLRQIUVHLQH%HZRKQHUDXV
$EKlQJLJYRQGHU9HUIJEDUNHLWGHU%DXVWRIIHN|Q
QHQ+lXVHUDEHUJDQ]XQWHUVFKLHGOLFKHVWRIÁLFKH=X
VDPPHQVHW]XQJHQKDEHQ%HLVSLHOVZHLVHEHVWHKHQ
VLHLQ7KDLODQGEHUZLHJHQGDXV%DPEXVLQ.HQLD
DXV/HKPLQ6FKZHGHQDXV+RO]RGHULQ,UODQGDXV
6WHLQ*OHLFKVDPN|QQHQ3URWHLQHDXVXQWHUVFKLHG
OLFKHQ$PLQRVlXUHQUHVSHNWLYHXQWHUVFKLHGOLFKHQ
'LH PHLVWHQ 0LNURRUJDQLVPHQ
VLQG LQ GHU /DJH DQRUJDQLVFKHQ
6FKZHIHO LQ )RUP YRQ ]% 6XO
IDWHQ RGHU 7KLRVXOIDWHQ DXI]X
QHKPHQ XQG QDFK HLQHU 5HLKH
HQ]\PDWLVFKNDWDO\VLHUWHU5HGXN
WLRQVVFKULWWHLQGLH$PLQRVlXUHQ
&\VWHLQ XQG 0HWKLRQLQ HLQ]X
EDXHQ$EE'LHVHQ3UR]HVV
EH]HLFKQHWPDQDOV6FKZHIHODVVL
PLODWLRQ&\VWHLQXQG0HWKLRQLQ
VLQG GLH HLQ]LJHQ VFKZHIHOKDOWL
JHQSURWHLQRJHQHQ$PLQRVlXUHQ%DXGRXLQ&RUQX
XQG0LWDUEHLWHUXQWHUVXFKWHQGHQ6FKZHIHOJHKDOW
YRQ(Q]\PHQGLHXQPLWWHOEDUDQGHU6FKZHIHODV
VLPLODWLRQEHWHLOLJWVLQG>@'DEHLPDFKWHQVLHVLFK
GLH7DWVDFKH]XQXW]HGDVVGLH*HQRPHXQGVRPLW
DOOH3URWHLQVHTXHQ]HQEHLGHQXQWHUVXFKWHQ2UJD
QLVPHQYROOVWlQGLJDQDO\VLHUWVLQG'LH(UJHEQLVVH
VLQGLQ$EELOGXQJ]XVDPPHQJHIDVVW
!BB 3CHWEFELASSIMILATION n !UFSUMMIERTE 6ERTEILUNG
1UANTILEN DER DURCHSCHNITTLICHE !NZAHL VON 3CHWEFELATO
MEN PRO !MINOSËURE BEI SCHWEFELASSIMILIERENDEN BLAUE
$REIECKE UND NICHTSCHWEFELASSIMILIERENDEN ROTE +REISE
%NZYMEN 6ERËNDERT NACH ;=
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT ,EBENSMITTEL UND 'ENOMIK
4AB 3CHWEFELASSIMILATION n 3EQUENZIDENTITËT !NZAHL SCHWEFELHALTIGER !MINO
SËUREN UND %XPRESSIONSUNTERSCHIED VON )SOENZYMEN BEI DER (EFE $ER %XPRESSI
ONSWERT GIBT DAS 6ERHËLTNIS DER 'ENEXPRESSION UNTER 3CHWEFELMANGEL GEGENàBER
.ORMALBEDINGUNGEN WIEDER $ATEN AUS ;=
*H]HLJWLVWGLHDXIVXPPLHUWH9HUWHLOXQJGHUGXUFK
VFKQLWWOLFKHQ $Q]DKO YRQ 6FKZHIHODWRPHQ SUR
$PLQRVlXUHUHVWEHLVFKZHIHODVVLPLOLHUHQGHQXQG
QLFKWVFKZHIHODVVLPLOLHUHQGHQ (Q]\PHQ DO
OHUVFKZHIHODVVLPLOLHUHQGHQ3URWHLQHHQWKDOWHQFD
6FKZHIHODWRPHSUR$PLQRVlXUHZlKUHQG
DOOHUQLFKWVFKZHIHODVVLPLOLHUHQGHQ(Q]\PHEHU
6FKZHIHODWRPH SUR $PLQRVlXUH HQWKDOWHQ
'HXWOLFK]HLJWVLFKGDVVGLHDQGHU6FKZHIHODXI
QDKPHUHGXNWLRQXQGLQNRUSRUDWLRQEHWHLOLJWHQ
(Q]\PH ZHQLJHU 6FKZHIHO HQWKDOWHQ DOV DOOH E
ULJHQ (Q]\PH 8QWHU 6FKZHIHOPDQJHOEHGLQJXQ
JHQ NRPPW GHU $VVLPLODWLRQ YRQ DQRUJDQLVFKHP
6FKZHIHO HLQH ]HQWUDOH )XQNWLRQ ]X :lKUHQG
DQGHUH6WRIIZHFKVHOIXQNWLRQHQKHUXQWHUJHIDKUHQ
XQGGDGXUFKGHU6FKZHIHOYHUEUDXFKLQ(Q]\PHQ
UHGX]LHUWZHUGHQNDQQPXVVJHUDGHGLH6FKZHIHO
DVVLPLODWLRQYHUVWlUNWZHUGHQ)ROJHULFKWLJPDFKW
HV6LQQVFKZHIHODVVLPLOLHUHQGH3URWHLQHVFKZHIHO
DUP]XKDOWHQ'LHVHU%HIXQGGHULQVEHVRQGHUHIU
GLH%lFNHUKHIHXQGGDV'DUPEDNWHULXP(VFKHULFKLD
FROLQDFKJHZLHVHQZXUGHJLOWHEHQVRIUGLHDQGHU
6WLFNVWRIIDVVLPLODWLRQEHWHLOLJWHQ(Q]\PHLQ%H]XJ
DXIGHQ6WLFNVWRIIJHKDOW>@+|KHUH2UJDQLVPHQ
ZLH]%GLH6lXJHWLHUHVLQGQLFKWLQGHU/DJHDQRU
JDQLVFKHQ6FKZHIHO]XDVVLPLOLHUHQ6FKZHIHOPDQ
JHOVWHOOWIUGLHVH/HEHZHVHQHLQHXQPLWWHOEDUH
/HEHQVEHGURKXQJGDU)ROJOLFKEHVWHKWEHLLKQHQ
QLFKWGLH0|JOLFKNHLWGHU6FKZHIHOHLQVSDUXQJ
'LHV ]HLJW VLFK DXFK EHL HLQHP 9HUJOHLFK GHV
6FKZHIHOJHKDOWHVGHUDQGHU&\VWHLQELRV\QWKHVHEH
WHLOLJWHQ&\VWDWKLRQLQJDPPD/\DVH$EE%HLP
0HQVFKHQXQGGHU5DWWHHQWKlOWGLHVHV(Q]\PHZH
VHQWOLFKPHKUVFKZHIHOKDOWLJH$PLQRVlXUHQDOVGLH
9DULDQWHDXVGHU+HIH'LHVH(UJHEQLVVHEHOHJHQ
GDVVLP9HUODXIGHU(YROXWLRQYRQGHU(LQVSDUXQJ
YRQ 6FKZHIHO XQG 6WLFNVWRII LP 3URWHRP ZHQQ
P|JOLFKXQGQ|WLJJHEUDXFKWJHPDFKWZXUGH'HU
ELVKLHUKLQEHVFKULHEHQH(IIHNWLVWVWDWLVFKHU1D
WXU:HOFKH0|JOLFKNHLWHQKDEHQ2UJDQLVPHQQXQ
VLFKG\QDPLVFKDQGHQ0DQJHOYRQEVSZ6FKZHIHO
DQ]XSDVVHQ"
!BB 3CHWEFELASSIMILATION n !MINOSËURESEQUENZEN DER AN DER #YSTEINBIOSYNTHESE BETEILIGTEN #YSTATHIONINGAMMA,YASE VOM -ENSCHEN DER
2ATTE UND DER (EFE 3CHWEFELHALTIGE !MINOSËUREN SIND FARBLICH HERVORGEHOBEN 6ERËNDERT NACH ;=
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT !BB 3TICKSTOFF IM 'ENOM n "ETEILIGUNG VON +OHLENSTOFF
BLAU UND 3TICKSTOFF GRàN AM !UFBAU DER $.!
2EGULATION DER u3CHWEFELEXPRESSIONh
1HEHQGHPHUEOLFKIHVWJHOHJWHQJHULQJHQ6FKZH
IHOJHKDOW VFKZHIHODVVLPLOLHQGHU (Q]\PH UHDJLHUW
GLH+HIHDXFKDNWLYDXIGHQ0DQJHOYRQ6FKZHIHO
LP1lKUPHGLXP>@(LQHEHVRQGHUH5ROOHNRPPW
GDEHLGHQ,VRHQ]\PHQ]X$OV,VRHQ]\PHZHUGHQ
(Q]\PH HLQHV 2UJDQLVPXV EH]HLFKQHW GLH ]ZDU
GLHVHOEH)XQNWLRQHUIOOHQVLFKLQGHU$PLQRVlX
UHVHTXHQ]MHGRFKYRQHLQDQGHUXQWHUVFKHLGHQ,Q
!BB 3TICKSTOFF IM 'ENOM n 3TICKSTOFF+OHLENSTOFF6ERHËLT
NIS DER 'ENOME IN 2ELATION ZU DEN ZUGEHÚRIGEN 0ROTEOMEN
VON "AKTERIEN $ATEN AUS ;=
7DEHOOHVLQGEHLVSLHOKDIWGUHL,VRHQ]\PHGHU+H
IHDXIJHIKUWGLHVLFKLQVEHVRQGHUHKLQVLFKWOLFK
GHU $Q]DKO VFKZHIHOKDOWLJHU $PLQRVlXUHQ XQWHU
VFKHLGHQ'LHOHW]WH6SDOWHJLEWDQZLHVWDUNGHU
([SUHVVLRQVXQWHUVFKLHGGHU,VRIRUPHQEHL6FKZH
IHOPDQJHOJHJHQEHU1RUPDOEHGLQJXQJHQLVW6R
EHWUlJW GLH ([SUHVVLRQ GHU 3\UXYDWGHFDUER[\ODVH
PLW0HWKLRQLQHQXQG&\VWHLQHQXQWHU6FKZH
IHOPDQJHO HWZD GHU ([SUHVVLRQ XQWHU
1RUPDOEHGLQJXQJHQ ZlKUHQG GLH VFKZHIHODUPH
,VRIRUPPLW0HWKLRQLQHQXQG&\VWHLQXQWHU
6FKZHIHOPDQJHOEHUIDFKVWlUNHUDOVXQWHU1RU
PDOEHGLQJXQJHQH[SULPLHUWZLUG
9RQYLHOHQ(Q]\PHQGHV]HQWUDOHQ6WRIIZHFKVHOV
VLQGVFKZHIHODUPH,VRIRUPHQYRUKDQGHQGLHDOOH
HQWVSUHFKHQG UHJXOLHUW ZHUGHQ %HWUDFKWHW PDQ
GLH *HVDPWKHLW DOOHU 3URWHLQH GDV 3URWHRP VR
NDQQIHVWJHVWHOOWZHUGHQGDVVEHLGHU+HIHXQWHU
6FKZHIHOPDQJHOHWZDZHQLJHU0HWKLRQLQXQG
&\VWHLQÅH[SULPLHUW´ZLUG>@$XIGHU(EHQHGHU
3URWHLQHJLEWHVDOVRYHUVFKLHGHQH0|JOLFKNHLWHQ
6FKZHIHODEHUDXFK6WLFNVWRIIHLQ]XVSDUHQ:HO
FKH0|JOLFKNHLWHQEHVWHKHQDEHUDXIGHU(EHQHGHU
'1$XQG51$"
!5&3¯4:%
"EDEUTUNG DER $.!3EQUENZ
*DQ]RIIHQVLFKWOLFKNDQQZHGHUDXIGHU(EHQHGHU
'1$QRFKDXIGHU(EHQHGHU51$6FKZHIHOHLQ
JHVSDUWZHUGHQGDGLHVHV(OHPHQWNHLQHQ$QWHLO
DQ GHQVHOEHQ KDW 6WLFNVWRII LVW GDJHJHQ HLQ ZH
VHQWOLFKHU %HVWDQGWHLO GHU 1XNOHLQVlXUHQ $EELO
GXQJ]HLJWGLHDWRPDUH=XVDPPHQVHW]XQJGHU
YLHUDP'1$$XIEDXEHWHLOLJWHQ%DVHQKLQVLFKWOLFK
GHU.RKOHQVWRIIXQG6WLFNVWRIIDWRPH'DVPRODUH
9HUKlOWQLVYRQ.RKOHQVWRII]X6WLFNVWRIIEHWUlJWEHL
*XDQLQ*XQG$GHQLQ$EHL&\WRVLQ&
XQGEHL7K\PLQ7'DVLFKLQGHU'1$'RS
SHOKHOL[*LPPHUPLW&XQG$LPPHUPLW7SDDUW
JHQJWHVVLFKGLHVH3DDUHDQ]XVHKHQ(LQ*&3DDU
KDW6WLFNVWRIIXQG.RKOHQVWRIIDWRPHZlKUHQG
HLQ$73DDU6WLFNVWRIIXQG.RKOHQVWRIIDWRPH
HQWKlOW(LQHZLFKWLJH0HVVJU|‰HLQGHU*HQHWLN
LVWGHU*&*HKDOWHLQHU'1$6HTXHQ]6RKDWGLH
6HTXHQ]Å$7&7$*7&$*7&**&7$77$7&7$&7*
&7$´HLQHQ*&*HKDOWYRQGHUNRPSOHPHQWl
UH*HJHQVWUDQJLVWQLFKWGDUJHVWHOOW
1XQ NDQQ PDQ IHVWVWHOOHQ GDVV HLQ KRKHU *&
*HKDOWSRVLWLYPLWGHP6WLFNVWRIIJHKDOWDEHUQHJD
WLYPLWGHP.RKOHQVWRIIJHKDOWGHU'1$NRUUHOLHUW
*UXQGVlW]OLFKEHVWHKWDOVRGLH0|JOLFKNHLWEHU
GHQ*&*HKDOWGHQ6WLFNVWRIIJHKDOWHLQHU'1$6H
TXHQ]]XYDULLHUHQ(LQLQGHUgNRORJLHKlXÀJYHU
ZHQGHW0D‰IUGHQ6WLFNVWRIIJHKDOWHLQHU(QWLWlW
LVW GDV .RKOHQVWRII6WLFNVWRII9HUKlOWQLV )U GLH
$EELOGXQJZXUGHGLHVHV9HUKlOWQLVIUEDNWH
ULHOOH*HQRPHXQGGHUHQWVSUHFKHQGHQ3URWHRPH
EHUHFKQHWXQGJHJHQHLQDQGHUDXIJHWUDJHQ>@
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT ,EBENSMITTEL UND 'ENOMIK
!BB 'ENETISCHER +ODE n $IE !BFOLGE VON DREI 4RIPLETT DER VIER .UKLEOTIDBASEN
'UANIN ' 5RACIL 5 !DENIN ! UND #YTOSIN # BESTIMMT DIE KODIERTE !MINO
SËURE 3O KODIERT DAS 4RIPLETT 5'' FàR DIE !MINOSËURE 4RYPTOPHAN
+LHUEHL]HLJWVLFKGHXWOLFKHLQHSRVLWLYH.RUUHODWL
RQ'DUDXVLVW]XVFKOLH‰HQGDVVHLQVWLFNVWRIIDUPHV
3URWHRPDXFKHLQVWLFNVWRIIDUPHV*HQRPQDFKVLFK
]LHKW2GHU²DQGHUVDXVJHGUFNW²ZHQQ6WLFNVWRII
DXIJUXQGVHLQHU9HUIJEDUNHLWHLQJHVSDUWZHUGHQ
PXVVGDQQEHWULIIWGLHVVRZRKOGDV*HQRPDOVDXFK
GDV3URWHRP'HU(YROXWLRQVGUXFNDXIGLHVH(LQVSD
UXQJZDUVRJUR‰GDVVHUELVDXIGLH(EHQHGHVJH
QHWLVFKHQ.RGHVZLUNW$EE(LQH.RPELQDWLRQ
DXVGUHLGHUYLHUDP$XIEDXGHU'1$E]Z51$EH
WHLOLJWHQ%DVHQ$GHQLQ7K\PLQLQGHU51$GXUFK
8UDFLOHUVHW]W*XDQLQXQG&\WRVLQNRGLHUHQIUHL
QH$PLQRVlXUHE]ZHLQ6WRSNRGRQ9HUJOHLFKWPDQ
GDV6WLFNVWRII.RKOHQVWRII9HUKlOWQLVGHU7ULSOHWWV
PLWGHPGHUNRUUHVSRQGLHUHQGHQ$PLQRVlXUHVR
IlOOWDXIGDVVVWLFNVWRIIDUPH$PLQRVlXUHQYRQVWLFN
VWRIIDUPHQ7ULSOHWWVNRGLHUWZHUGHQ>@$EE
'LH$QQDKPHGDVVGHU(YROXWLRQVGUXFNGHU]XGLH
VHU.RUUHODWLRQJHIKUWKDWDOWLVWEHUXKWGDUDXI
GDVVGLH9HUIJEDUNHLWYRQ6WLFNVWRIIYHUELQGXQJHQ
]X%HJLQQGHUELRORJLVFKHQ(YROXWLRQVWDUNOLPLWLHUW
ZDU²XQGLQYLHOHQ+DELWDWHQLPPHUQRFKLVW
%PIGENETIK UND &OLSËURE
$OOHELVODQJEHWUDFKWHWHQ5HDNWLRQHQDXIHLQHYHU
lQGHUWH 1lKUVWRIIYHUIJEDUNHLW RE DOV PLWWHOIULV
WLJH 5HDNWLRQ RGHU DOV $QSDVVXQJ LP HYROXWLYHQ
0D‰VWDEKDWWHQLKUH:XU]HOLP*HQRPDOVRGHU
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT '1$6HTXHQ]$XFKGLHYHUlQGHUWH([SUHVVLRQYRQ
,VRHQ]\PHQEDVLHUWOHW]WOLFKDXI'1$6HTXHQ]HQ
Å3URPRWHUVHTXHQ]HQ´DQGHQHQ7UDQVNULSWLRQVIDN
WRUHQELQGHQXQGGLHLKUHUVHLWVGLH6WlUNHGHU([
SUHVVLRQHLQHVRGHUPHKUHUHUQDFKIROJHQGHU*HQH
UHJXOLHUHQ $OOHUGLQJV JLEW HV ]XVlW]OLFK ]XP *H
QRPHLQH)RUPGHU9HUHUEXQJGLHXQDEKlQJLJYRQ
GHU'1$6HTXHQ]LVW'LHVH)RUPGHU9HUHUEXQJ
ZLUG DOV (SLJHQHWLN EH]HLFKQHW (V JLEW YHUVFKLH
GHQHPROHNXODUH8UVDFKHQIUGLHHSLJHQHWLVFKH
9HUHUEXQJ(LQW\SLVFKHU0HFKDQLVPXVLVWGLH0H
WK\OLHUXQJYRQ&\WRVLQHQLQ&\WRVLQ*XDQLQ$EIRO
JHQ$EE'DV0HWK\OLHUXQJVPXVWHUZLUGEHL
GHU9HUGRSSHOXQJ5HSOLNDWLRQGHU'1$DXIGLH
EHLGHQ7RFKWHUVWUlQJHYHUHUEW$XIGLHVH:HLVHLVW
VLFKHUJHVWHOOWGDVVDXFKEHLGHU=HOOWHLOXQJGDV0H
WK\OLHUXQJVPXVWHUGHU'1$DXIGLH7RFKWHUVWUlQJH
EHUWUDJHQZLUG'LHHLQ]LJH$XVQDKPHELOGHWGLH
PHLRWLVFKH=HOOWHLOXQJEHLGHU%LOGXQJGHU.HLP]HO
OHQ6SHUPLHQXQG(L]HOOHQ+LHUEHLZLUGGLH'1$
LQ GHU 5HJHO MHGRFK QLFKW LPPHU GHPHWK\OLHUW
6LQG '1$$EVFKQLWWH GLH IU 3URWHLQH NRGLHUHQ
PHWK\OLHUWVRN|QQHQGLHVHQLFKWH[SULPLHUWZHU
GHQ'HU*UXQGGDIULVWGDVVGLH0HWK\OJUXSSHQ
GLH7UDQVNULSWLRQVWHULVFKEHKLQGHUQ'LHVHUNOlUW
DXFKZDUXP*HQHGLHIU(Q]\PHGHV*UXQGVWRII
ZHFKVHOVNRGLHUHQQLHPDOVPHWK\OLHUWYRUJHIXQGHQ
ZHUGHQ²HLQH0HWK\OLHUXQJGLHVHU*HQHZlUHIU
GLH=HOOHOHWDO
:DVGLH0HWK\OLHUXQJYHUXUVDFKWLVWELVODQJQXU
XQ]XUHLFKHQGHUIRUVFKW1DFKJHZLHVHQZXUGHMH
GRFKGHUPROHNXODUH0HFKDQLVPXV$EE9RQ
JUR‰HU %HGHXWXQJ LQQHUKDOE GHV 0HWK\OJUXSSHQ
PHWDEROLVPXV LP DOOJHPHLQHQ XQG IU GLH '1$
!BB 3TICKSTOFF IM 'ENOM n 3TICKSTOFF+OHLENSTOFF6ER
HËLTNIS VON EINZELSTRËNGIGEN 2.!4RIPLETTS IN 2ELATION ZUR DER
VOM 4RIPLETT KODIERTEN !MINOSËURE :AHLEN AN $ATENPUNKTEN
DEUTEN MEHRFACHES 6ORKOMMEN DER 6ERHËLTNISSE AN $IE
2EGRESSIONSGERADE IST ROT DARGESTELLT $ATEN AUS ;=
!5&3¯4:%
!BB %PIGENETIK n $IE DOMINANTE 6ARIANTE DES AGOUTI
'ENS !VY BEWIRKT EINE GELBE &ELLFËRBUNG BEI -ËUSEN
0lXVHWUDJHQGDV*HQDJRXWLZHOFKHVIUGLH
)HOOIDUEHYHUDQWZRUWOLFKLVW$EE'LHUH]HVVLYH
)RUPGLHVHV*HQV$OOHODVRUJWIUHLQHVFKZDU]H
)HOOIDUEH1XU0lXVHGLHKRPR]\JRWGLHVHV$OOHO
WUDJHQ GHUHQ *HQRW\S DOVR DD LVW VLQG VFKZDU]
'DV $OOHO $ EHZLUNW YRQ VFKZDU] DEZHLFKHQGH
)HOOIDUEHQ9RQGLHVHP$OOHOJLEWHVHLQH9DULDWLRQ
JHQDQQW$Y\YLDEOH\HOORZGDVGRPLQDQWLVWXQG
XQWHUDQGHUHPHLQHJHOEH)HOOIDUEHKHUYRUUXIW'HV
ZHLWHUHQ]HLFKQHWVLFKGLHVH9DULDQWHGDGXUFKDXV
!BB %PIGENETIK n !N #YTOSIN'UANIN!BFOLGEN WIRD DAS
GDVVGLHIUVHLQH([SUHVVLRQYHUDQWZRUWOLFKH3UR
#YTOSIN ENZYMATISCH AN BEIDEN $.!3TRËNGEN METHYLIERT
$IESES -ETHYLIERUNGSMUSTER DER $.! WIRD BEI DER :ELLTEILUNG PRWHUUHJLRQYHUlQGHUWLVW'DGXUFKZLUGHVQLFKW
QXULQGHU+DXWVRQGHUQLQDOOHQ.|USHU]HOOHQGHU
AUF DIE 4OCHTERZELLEN VERERBT
0DXVH[SULPLHUW$X‰HUGHPLVWGLH3URPRWHUUHJL
RQYRQ$Y\GHU'1$0HWK\OLHUXQJ]XJlQJOLFK'HU
0HWK\OLHUXQJLPVSH]LHOOHQVLQGGLHHVVHQWLHOOHQ KHWHUR]\JRWH*HQRW\S$Y\DLVWGDKHUHLQHU$QDO\VH
1lKUVWRIIH)ROVlXUH&KROLQ%HWDLQXQG9LWDPLQ GHU'1$0HWK\OLHUXQJ]XJlQJOLFK,VWGLH3URPR
% 6WHOOW PDQ VLFK GLH '1$0HWK\OLHUXQJ ZLH WHUUHJLRQYRQ$Y\PHWK\OLHUWXQGGDV*HQVRPLWIDVW
HLQ FKHPLVFKHV *OHLFKJHZLFKW YRU GDQQ PVVWH YROOVWlQGLJDXVJHVFKDOWHWHLQH5HVWDNWLYLWlWEOHLEW
HLQhEHUVFKXVVDQ)ROVlXUHXQG&RLQGHU1DK LPPHUEHVWHKHQGDQQEHUZLHJWGHU(IIHNWGHV
UXQJHLQHYHUPHKUWH'1$0HWK\OLHUXQJ]XU)ROJH VRQVWUH]HVVLYHQD$OOHOVXQGGLH)HOOIDUEHGHU0lX
KDEHQ'LHVHU(IIHNWNRQQWHLQGHU7DWQDFKJHZLH VHLVWIDVWVFKZDU],PXPJHNHKUWHQ)DOOGRPLQLHUW
VHQZHUGHQ
GHU(IIHNWGHV$Y\$OOHOVXQGGLH)HOOIDUEHLVWJHOE
:ROIIXQG0LWDUEHLWHUNRQQWHQ(QGHGHUQHXQ]LJHU
-DKUH]HLJHQGDVVGLH)HOOIDUEH
GHU$Y\D0lXVHYRQGHU(UQlK
!BB %PIGENETIK n !USSCHNITT AUS DEM 3TOFFWECHSEL VON -ETHYLGRUPPEN
&OLSËURE #HOLIN "ETAIN UND 6ITAMIN " SIND ESSENTIELLE "ESTANDTEILE DER .AHRUNG UXQJ GHU 0WWHU ZlKUHQG GHU
$ER BLAU GEFËRBTE 0FEIL MARKIERT DIE VON DER -ETHYLENTETRAHYDROFOLAT2EDUKTASE
6FKZDQJHUVFKDIWLQVEHVRQGHUH
KATALYSIERTE 2EAKTION 4(&4ETRAHYDROFOLAT 3!-3 !DENOSYLMETHIONIN 3!(3
YRQ GHU 9HUIJEDUNHLW GHU 0H
!DENOSYLHOMOCYSTEIN
WK\OJUXSSHQOLHIHUDQWHQ)ROVlXUH
&KROLQ%HWDLQXQG9LWDPLQ%
DEKlQJLJLVW>@
'LHVGHXWHWLQGHU7DWGDUDXI
KLQ GDVV VLFK GLH '1$0HWK\
OLHUXQJ]XPLQGHVWLP)DOOHGHV
$Y\*HQVLQHLQHPFKHPLVFKHQ
*OHLFKJHZLFKWEHÀQGHWGDV]X
JXQVWHQYHUVWlUNWHU'1$0HWK\
OLHUXQJYHUVFKREHQZHUGHQNDQQ
'LHVH EHL 0lXVHQ JHPDFKWH
(QWGHFNXQJKLOIWLP1DFKKLQHLQ
DXFK EHREDFKWHWH 9HUHUEXQJV
SKlQRPHQHEHLP0HQVFKHQ]X
YHUVWHKHQ 6R EUDFKWHQ EVSZ
VFKZDQJHUH)UDXHQGLHZlKUHQG
GHV]ZHLWHQ:HOWNULHJVKXQJHUQ
PXVVWHQQLFKWQXUXQWHUJHZLFK
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT ,EBENSMITTEL UND 'ENOMIK
WLJH .LQGHU ]XU :HOW VRQGHUQ GLH .LQGHVNLQGHU
HUNUDQNWHQ VSlWHU EHVRQGHUV KlXÀJ DQ 'LDEHWHV
)HWWVXFKW+HU].UHLVODXI(UNUDQNXQJHQXQG.UHEV
>@ 'HU 1lKUVWRIIPDQJHO GHU VFKZDQJHUHQ 0W
WHU ZLUNWH VLFK DOVR GXUFK HSLJHQHWLVFKH (IIHNWH
ELVLQGLH(QNHOJHQHUDWLRQDXV:LUKDEHQHVKLHU
GHPQDFKPLWHLQHU9HUHUEXQJ]XWXQGLHGHPYRQ
/DPDUFNYRUJHVFKODJHQHQ0HFKDQLVPXVHQWVSULFKW
'LHVHVROOWHDEHUQLFKWDOVHLQ:LHGHUDXÁHEHQGHV
/DPDUFNLVPXV PLVVYHUVWDQGHQ ZHUGHQ /DPDUFN
ZROOWHGXUFKGLH9HUHUEXQJHUZRUEHQHU(LJHQVFKDI
WHQDXIGLH1DFKNRPPHQGLHJHVDPWH(YROXWLRQ
HUNOlUHQ ZlKUHQG VLH WDWVlFKOLFK QXU DXI HLQHQ
6SH]LDOIDOOGHU9HUHUEXQJGLH(SLJHQHWLN]XWULIIW
:HOFKH6FKOVVHLQ%H]XJDXIGLHPHQVFKOLFKH(U
QlKUXQJXQGGHQ(IIHNWYRQ/HEHQVPLWWHO]XVlW]HQ
N|QQHQ XQG PVVHQ ZLU DXV GHU HSLJHQHWLVFKHQ
:LUNXQJGHU)ROVlXUH]LHKHQ"
,EBENSMITTELADDITIVE n %INE :EITBOMBE
:LUOHEHQLQHLQHU=HLWLQGHUGDV%HZXVVWVHLQIU
JHVXQGH1DKUXQJLQGHUZHVWOLFKHQ:HOWZHLWYHU
EUHLWHWLVW'LHEHZXVVWH(UQlKUXQJIKUWDEHUQLFKW
QXUGD]XGDVVEHYRU]XJWYROOZHUWLJH/HEHQVPLWWHO
NRQVXPLHUWZHUGHQVRQGHUQDXFKGD]XGDVV/H
EHQVPLWWHOPLW=XVlW]HQDXIJHZHUWHWZHUGHQVROOHQ
'LHVHYRQGHU/HEHQVPLWWHOLQGXVWULHSURSDJLHUWHQ
IXQNWLRQHOOHQ/HEHQVPLWWHOIXQFWLRQDOIRRGVROOHQ
YRU0DQJHOHUVFKHLQXQJHQVFKW]HQXQGGHP9HU
EUDXFKHUHLQJHVXQGHV/HEHQVJHIKOYHUPLWWHOQ,Q
HLQLJHQ/lQGHUQLVWGHUNQVWOLFKH=XVDW]YRQ9LWD
PLQHQXQGDQGHUHQ1lKUVWRIIHQ]X/HEHQVPLWWHOQ
VRJDU JHVHW]OLFK YRUJHVFKULHEHQ 6R ZLUG LQ GHQ
86$0HKOPLW)ROVlXUHYHUVHW]W*UXQGVlW]OLFKLVW
)ROVlXUHHLQHVVHQWLHOOHU%HVWDQGWHLOGHU1DKUXQJ
!BB %PIGENETIK n %IN "ASENAUSTAUSCH VON #YTOSIN ZU 4HYMIN IM 'EN DER
-ETHYLENTETRAHYDROFOLAT2EDUKTASE DES -ENSCHEN FàHRT ZUR "ILDUNG EINER %NZYM
VARIANTE DIE MIT EINER 2EIHE VON %RKRANKUNGEN IN 6ERBINDUNG GEBRACHT WIRD $EM
!USBRUCH DER %RKRANKUNGEN KANN DURCH VERSTËRKTE 'ABEN VON &OLSËURE VORGEBEUGT
WERDEN 'LEICHZEIGT BEWIRKT DIE àBERM˔IGE 6ERABREICHUNG VON &OLSËURE EINE
BEVORZUGTE 3ELEKTION DER DEFEKTEN 'ENVARIANTE
XQGZLUGLQ'HXWVFKODQGVFKZDQJHUHQ)UDXHQLQ
)RUPYRQ7DEOHWWHQDOV1DKUXQJVHUJlQ]XQJHPS
IRKOHQ)ROVlXUHPDQJHONRQQWHPLWHLQHU5HLKHYRQ
(UNUDQNXQJHQLQ9HUELQGXQJJHEUDFKWZHUGHQXD
PLWYHUVFKLHGHQHQ.UHEVDUWHQXQG$O]KHLPHU%H
VRQGHUVEHWURIIHQVLQG0HQVFKHQGLHHLQHVHOWHQH
*HQYDULDQWH $OOHO GHU 0HWK\OHQWHWUDK\GURIRODW
5HGXNWDVH07+)5WUDJHQ$EE%HLGLHVHP
$OOHO 707+)5 JHQDQQW LVW DQ 3RVLWLRQ GHU *HQVHTXHQ] HLQ &\WRVLQ GXUFK HLQ 7K\PLQ
DXVJHWDXVFKW'LHVHU$XVWDXVFKEHWULIIWGLH]ZHLWH
3RVLWLRQGHVIU$ODQLQNRGLHUHQGHQ7ULSOHWWV*&7
GDVLQIROJHGLHVHV%DVHQDXVWDXVFKHVQXQIU9DOLQ
NRGLHUW $EE 7UlJHU GHU 707+)5
*HQYDULDQWH HWZD GHU 86DPHULNDQLVFKHQ
%HY|ONHUXQJOHLGHQHUKHEOLFKKlXÀJHUDQ(UNUDQ
NXQJHQGLHVRQVWGXUFK)ROVlXUHPDQJHOYHUXUVDFKW
ZHUGHQ'DKHUNDQQGHU(UNUDQNXQJGLHVHU0HQ
VFKHQGXUFKGLH9HUDEUHLFKXQJHUK|KWHU)ROVlXUH
GRVHQPLWGHU1DKUXQJYRUJHEHXJWZHUGHQ(LQH
6WXGLH NRQQWH DOOHUGLQJV EHOHJHQ GDVV HLQH NRQ
VWDQWHUK|KWH=XIXKUYRQ)ROVlXUH]XHLQHUEHYRU
]XJWHQ6HOHNWLRQGHVGHIHNWHQ707+)5$OOHOV
LQGHU%HY|ONHUXQJIKUW>@'DVEHGHXWHWGDVV
(LQ]HOLQGLYLGXHQ GLH 7UlJHU GHV GHIHNWHQ $OOHOV
VLQGPLWHUK|KWHQ)ROVlXUHJDEHQJHKROIHQLVW)U
GLHJHVDPWH%HY|ONHUXQJDEHUZLUNWVLFKHLQHHU
K|KWH)ROVlXUHYHUDEUHLFKXQJHUKHEOLFKQHJDWLYDXV
HLQ(IIHNWGHUQLFKWNXU]IULVWLJVRQGHUQQXUEHU
PHKUHUH*HQHUDWLRQHQKLQZHJ]XEHREDFKWHQLVW
,FKKRIIHLFKNRQQWHPLWGHQYRUJHVWHOOWHQ%HL
VSLHOHQDXVVRXQWHUVFKLHGOLFKHQ2UJDQLVPHQZLH
%DNWHULHQ+HIHQXQG6lXJHWLHUHQGLH:LUNXQJGHV
1lKUVWRIIDQJHERWV LQ YHUVFKLHGHQHQ =HLWKRUL]RQ
WHQYHUGHXWOLFKHQ0LWWOHUZHLOHJLEWHVHLQHLJHQHV
)RUVFKXQJVJHELHWQXWULWLRQDOJHQRPLFVGDVVLFK
GHQ :LUNXQJHQ YRQ /HEHQVPLWWHOQ DXI *HQRPH
ZLGPHW*DQ]VLFKHUVLQGZLUZDVZLUD‰HQ²XQG
QDFKIROJHQGH*HQHUDWLRQHQZHUGHQVHLQZDVZLU
HVVHQ'LHVH7DWVDFKHVROOWHQZLUEHDFKWHQZHQQ
HVXPVRHKUJHL]LJH3URMHNWHZLHGDV'HVLJQQHXHU
/HEHQVPLWWHORGHUGLH1DKUXQJVPLWWHOOLHIHUXQJHQ
LQGLH'ULWWH:HOWJHKW &/%
/LWHUDWXU
>@ %DXGRXLQ&RUQXHWDO6FLHQFH
>@ )DXFKRQHWDO0RO&HOO
>@ %UDJJ+\GHU3URF56RF/RQG%6
>@ :ROIIHWDO)$6(%-
>@ /XPH\3DHGLDWU3HULQDW(SLGHPLRO
>@ /XFRFN<DWHV1DWXUH
#," #HEMIE IN ,ABOR UND "IOTECHNIK *AHRGANG (EFT