Orotate metabolism in Lactococcus lactis

Nukleotider er byggesten for RNA og DNA. UMP er udgangspunkt for dannelsen af alle pyrimidinnukleotider. UMP bliver gennem den biosyntetiske pathway syntetiseret gennem seks enzymatiske reaktioner. Den fjerde intermediære forbindelse i denne syntesevej er orotat, der dannes ved en oxidation af dihydroorotat. Mælk indeholder store mængder orotat, og det er blevet vist, at i løbet af en osteproces, reduceres indholdet af orotat. Vi har ydermere vist, at L. lactis har to forskellige dihydroorotat dehydrogenaser der kodes for af generne pyrDa og pyrDb, hvilket er helt unikt. Der er endnu ikke påvist nogen anden organisme – inklusivt eukaryoter – der har to forskellige dihydroorotat dehydrogenaser. Omdannelsen af dihydroorotat til orotat sker under afgivelse af elektroner, hvor de to forskellige enzymer bruger forskellige elektronacceptorer Det centrale spørgsmål i det foreslåede projekt vil være en undersøgelse af hvilken fysiologisk rolle de to forskellige dihydroorotat dehydrogenaser spiller. Det skal undersøges hvorvidt forskellige L. lactis stammer er i stand til at optage og metabolisere orotat. Hvis orotat fra mælken udnyttes til pyrimidin biosyntese, vil det betyde en energibesparelse for cellen. Det skal undersøges hvorvidt denne besparelse påvirker fysiologiske faktorer fx forøget udbytte eller væksthastighed. En anden mulighed er, at reaktionen kører baglæns så orotat optaget fra mediet omdannes til dihydroorotat, der herefter kan udskilles. Effekten af denne reaktion er, at reduktionsekvivalenter fjernes fra cellen, hvilket kunne tænkes at påvirke cellens energimetabolisme under anaerobe forhold. Ved tilstedeværelse af ilt, vil overskydende reduktionsekvivalenter blive fjernet af NADH oxidase