Dokument: Charakterisierung der chitinolytischen Maschinerie aus Ustilago maydis.
| Titel: | Charakterisierung der chitinolytischen Maschinerie aus Ustilago maydis. | |||||||
| Weiterer Titel: | Characterazation of the chitinolytic machinery of Ustilago maydis. | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=36270 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20161109-082741-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Langner, Thorsten [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Feldbrügge, Michael [Gutachter] Prof. Dr. Ernst, Joachim F. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Chitinases, Cell Separation, Ustilago maydis, Fungi, | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Zusammenfassung
Die Transition zwischen morphologischen Erscheinungsformen ist ein zentraler Schritt während der Entwicklung vieler Organismen. Im phytopathogenen Basidiomyceten Ustilago maydis ist der Wechsel zwischen Hefe-artigem und filamentösem Wachstum entscheidend für die pathogene Entwicklung. Es konnte gezeigt werden, dass das mRNA-bindende Protein Rrm4 während der Etablierung des unipolaren Wachstums eine wichtige Rolle in der Verteilung von mRNAs im Filament spielt. In rrm4-Mutanten kommt es zu Defekten in der Sekretion der unkonventionell sekretierten Chitinase Cts1. Obwohl die gesamte Chitinaseaktivität hauptsächlich von Cts1 abzuhängen scheint, konnte ihr keine eindeutige biologische Funktion zugeordnet werden. Neben cts1 konnten auch mRNAs mitochondrialer Proteine als Ziele von Rrm4 identifiziert werden. rrm4-Mutanten weisen eine erhöhte Produktion von mitochondrialem Superoxid auf, was auf Defekte in der Atmungskette schließen lässt. Es wird daher vermutet, dass der Rrm4-abhängige mRNA-Transport die Proteinimportdynamik und die Assemblierung mitochondrialer Atmungskettenkomplexe beeinflusst. In der vorliegenden Arbeit wurde die chitinolytische Maschinerie von U. maydis mit dem Ziel untersucht, die biologische Funktion der Chitinasen zu identifizieren. Dabei konnte gezeigt werden, dass die teilweise redundanten Chitinasen Cts1 und Cts2 während des Hefe-artigen Wachstums Chitin in der Teilungszone abbauen und dadurch zur Zellseparation beitragen. Beide Chitinasen unterscheiden sich jedoch in ihrer Substrat-Schnittstellenpräferenz. Während des filamentösen Wachstums ist lediglich Cts1 aktiv und lokalisiert in spezifischen Mustern vor allem in den leeren Abschnitten des basalen Pols. Auch dort trägt es zum Chitinabbau bei und verhindert ein Aggregieren der Filamente. Der unkonventionelle Sekretionsmechanismus von Cts1 scheint Septierungs-abhängig zu sein, wobei in Filamenten möglicherweise noch ein zweiter Mechanismus besteht. Neben der chitinolytischen Maschinerie wurde der Einfluss von Rrm4 auf den mitochondrialen Proteinimport untersucht. Die Analyse von Proteinkomplexen der Atmungskette mittels nativer Gelelektrophorese zeigte jedoch keine offensichtlichen Unterschiede in der Größe oder Menge der Komplexe. Die Analyse der Proteinimportdynamik mittels dynamischer Lebendzell-mikroskopie zeigte eine stochastische Mitochondrienbewegung in den Messbereich was die Messung, was die Messung erschwerte. Daher wurden mit mEos2 und sfGfp zwei neue Markerproteine für die Untersuchung dynamischer Prozesse in U. maydis etabliert.Summary Transition between different morphological shapes is an essential step during development in many organisms. In the phytopathogenic basidiomycete Ustilago maydis the transition between yeast-like and filamentous growth is crucial for pathogenic development. It has been shown that the mRNA-binding Protein Rrm4 plays an important role in mRNA-distribution during the establishment of unipolar growth. In rrm4-mutants unconventional secretion of the chitinase Cts1 is defective. Although the main chitinase activity relies on Cts1, its biological role is still unknown. Besides cts1 also mRNAs of mitochondrial Proteins have been identified as targets of Rrm4. rrm4-mutants exhibit an increased production of mitochondrial superoxide which implies defects of the respiratory chain. Thus, it is assumed that Rrm4-dependent mRNA-transport affects protein import dynamics and the assembly of respiratory chain complexes. In this study, the chitinolytic machinery of U. maydis was investigated aiming to identify the biological function of chitinases. Thereby it was shown that the partly redundant chitinases Cts1 and Cts2 degrade remnant chitin in the division zone during yeast-like growth and thus contribute to cell separation. However both chitinases differ in their substrate cleavage site specificity. During filamentous growth only Cts1 is active and localizes in specific patterns mainly in the empty sections at the basal pole. There it also contributes to chitin degradation and thereby prevents aggregation of filaments. The unconventional secretion of Cts1 depends on septation events, whereas there might exist a second putative secretion mechanism in filaments. Besides the chitinolytic machinery, the influence of Rrm4 on mitochondrial protein import was investigated. The analysis of respiratory chain complexes by blue native gel electrophoresis however, did not show differences in the size or amount of the complexes. The analysis of protein import dynamics by live-cell imaging failed due to stochastic long-range motility of mitochondria into the bleaching area. Therefore the fluorescent marker proteins mEos2 and sfGfp were established to investigate dynamic processes in U. maydis. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Mikrobiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.11.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.11.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 11.05.0015 | |||||||
| Datum der Promotion: | 22.06.0015 |
