Dokument: Untersuchung der Sec2-abhängigen Proteintranslokation in nicht-pathogenen Gram-positiven Bakterien.

Titel:	Untersuchung der Sec2-abhängigen Proteintranslokation in nicht-pathogenen Gram-positiven Bakterien.
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3573
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20101130-104434-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Caspers, Michael [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 22,16 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Freudl, R. [Gutachter] Prof. Dr. Ernst, Joachim F. [Gutachter]
Stichwörter:	Proteintranslokation,Bakterien,Sec-Weg,Gram-positiv,Corynebacterium,Staphylococcus,SecA2,SecY2
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	In einigen Gram-positiven Bakterien existiert neben dem essentiellen klassischen Sec-Weg der Proteintranslokation (Sec1) ein weiterer, nicht-essentieller Sec-Translokationsweg (Sec2). Der Sec2-Weg wurde hauptsächlich in pathogenen Bakterien gefunden und ist in diesen an der Pathogenität beteiligt. Bakterien mit einem Sec2-Exportsystem lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen: solche nur mit einem zweiten SecA-Protein (SecA2-System) und solche mit einem zweiten SecA, zweiten SecY und weiteren an der Sec2-Translokation beteiligten Komponenten (SecA2/SecY2-System). Über den Sec2-Weg werden nur wenige spezifische Exportsubstrate transloziert, die über den klassischen Sec-Weg nicht (SecA2/SecY2-Substrate) oder nur ineffizient (SecA2-Substrate) exportiert werden können. In dieser Arbeit wurde untersucht, wie die SecA2/SecY2-Substrate von einer Translokation über den klassischen Sec-Weg ausgeschlossen werden. Hierzu wurde die Translokation von Fusionsproteinen aus dem SecA2/SecY2-Substrat von S. aureus und einem Sec1-Substrat und von verkürzten SecA2/SecY2-Substraten über den klassischen Sec-Weg von E. coli, B. subtilis und S. carnosus analysiert. Es zeigte sich bei Untersuchungen in E. coli und S. carnosus, dass weder das Signalpeptid noch die Translokations-Initiations-Domäne des SecA2/SecY2-Substrats, zwei Bereiche die in Sec1-Substraten an Wechselwirkungen mit der Translokase beteiligt sind, ein „targeting“ an und eine Translokation über den klassischen Sec-Weg verhindern. Weitere Untersuchungen zeigten, dass SecA2/SecY2-Substrate prinzipiell über den klassischen Sec-Weg exportiert werden können, wahrscheinlich jedoch eine Modifikation der Proteine durch ein spezielles Glykosylierungssystem dies unmöglich macht. Diese Modifikation vor der Translokation ist für die Funktion der SecA2/SecY2-Substrate offensichtlich jedoch so bedeutend, dass ein spezieller Translokationsweg für diese Proteine entwickelt wurde. Für das SecA2/SecY2-System wurde bislang nur vermutet, dass es als eine eigenständige Translokase funktioniert und keine Wechselwirkungen mit der klassischen Sec-Translokase eingeht. In der vorliegenden Arbeit wurde für das SecA2-Protein von S. aureus, einem Bakterium mit einem SecA2/SecY2-System, in einer konditionalen secA-Mutante von B. subtilis gezeigt, dass es mit der klassischen Sec-Translokase von B. subtilis weder die Translokation eines Sec1-Substrats noch die eines Proteins mit einem SecA2/SecY2-Signalpeptid ermöglichen kann. Dies ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass das SecA2/SecY2-System eine eigene, unabhängige Translokase ausbildet. Da ein Zusammenhang zwischen Sec2-Translokation und Pathogenität besteht, wurde in dieser Arbeit untersucht, welche Bedeutung der Sec2-Translokation in nicht-pathogenen Bakterien zukommt. Hierbei ergaben sich für das SecA2 und das SecA2/SecY2-System unterschiedliche Ergebnisse. In S. carnosus, bei dem in dieser Arbeit als erstem nicht-pathogenen Bakterium die Gene für ein SecA2/SecY2-System entdeckt wurden zeigte sich, dass das SecA2/SecY2-System durch eine Vielzahl von Stop-Codons abgeschaltet wurde. Dies ist höchstwahrscheinlich geschehen, da die durch das System in pathogenen Bakterien wie S. aureus vermittelte Adhäsion an Zelloberflächen eines Wirts im Habitat des nicht-pathogenen S. carnosus nicht mehr erforderlich ist. Für das SecA2-System von C. glutamicum, einem ebenfalls nicht-pathogenen Bakterium, ergab sich, dass dieses nicht nur funktionell ist, sondern dass interessanterweise das C. glutamicum SecA2 im Gegensatz zu allen anderen bekannten SecA2-Proteinen sogar essentiell für das Überleben der Zelle ist. Für C. glutamicum wurde die Katalase als ein SecA2-abhängig exportiertes Protein identifiziert. Da die Katalase in M. tuberculosis ebenfalls ein SecA2-Substrat darstellt, besitzt der SecA2-Weg in einem nicht-pathogenen und einem pathogenen Bakterium offensichtlich eine ähnliche Funktion. Bei dieser handelt es sich wahrscheinlich um einen Schutz vor oxidativem Stress. Die extrazelluläre Lokalisierung der Katalase scheint für C. glutamicum sogar essentiell für das Überleben der Zelle zu sein, entweder zum Schutz vor oxidativem Stress, oder weil eine zu hohe intrazelluläre Katalase-Aktivität einen toxischen Effekt besitzt.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	19.12.2006
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	07.11.2006
Datum der Promotion:	07.11.2006