Der Pseudomonas putida KT2440 Stamm metabolisiert Glukose durch einen Zyklus, der von Enzymen der Entner-Doudoroff-, Embden-Meyerhof-Parnas- und Pentosephosphatwege gebildet wird

Das Bodenbakterium Pseudomonas putida KT2440 besitzt keinen funktionalen Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)-Weg, und es ist bekannt, dass die Glykolyse fast ausschließlich über den Entner-Doudoroff (ED)-Weg erfolgt. Um das Dasein dieser metabolischen Anordnung zu untersuchen, wurde die Verteilung der periplasmatischen und zytoplasmatischen Kohlenstoffflüsse in Glukosekulturen dieses Bakteriums untersucht, indem (13)C-markierte Substrate verwendet wurden, kombiniert mit quantitativen Physiologie-Experimenten, Metabolitenquantifizierung und in vitro enzymatischen Assays unter sowohl saturierenden als auch nicht-saturierenden, quasi in vivo Bedingungen. Die metabolische Flussanalyse zeigte, dass 90 % des verbrauchten Zuckers in Glukonat umgewandelt wurde, das in den zentralen Kohlenstoffstoffwechsel als 6-Phosphoglukonat eintritt und weiter in den ED-Weg kanalisiert wird. Bemerkenswerterweise wurde etwa 10 % der Triosephosphate gefunden, die zurückrecycelt werden, um Hexosephosphate zu bilden. Diese Reaktionsgruppe vereint Aktivitäten, die zu den ED-, EMP (in gluconeogenetischer Weise betrieben) und Pentosephosphatwegen gehören, um eine unvorhergesehene metabolische Architektur (EDEMP-Zyklus) zu bilden. Die Bestimmung des NADPH-Bilanzen zeigte, dass der Standardstoffwechselzustand von P. putida KT2440 durch eine leichte katabolische Überproduktion von reduzierender Kraft gekennzeichnet ist. Die auf Glukose wachsenden Zellen betreiben somit einen biochemischen Zyklus, der die NADPH-Bildung begünstigt. Da NADPH nicht nur für anabolische Funktionen, sondern auch zur Bekämpfung verschiedener Arten von Umweltstress benötigt wird, könnte ein solcher zyklischer Betrieb zur physiologischen Robustheit dieses Bakteriums in seinen natürlichen Lebensräumen beitragen.