Dokument: Untersuchungen zur physiologischen Funktion der Esterase EstA aus Pseudomonas aeruginosa.
| Titel: | Untersuchungen zur physiologischen Funktion der Esterase EstA aus Pseudomonas aeruginosa. | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=4358 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070423-111641-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Diplombiologin Gdynia, Anette [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Jaeger, Karl-Erich [Gutachter] Prof. Dr. Bott, Michael [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Pseudomonas aeruginosa, Rhamnolipid, Esterase, EstA | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibung: | Zusammenfassung
Die Esterase EstA aus Pseudomonas aeruginosa ist ein Autotransporterprotein, dessen Transporter-Domäne eine Pore in der äußeren Membran bildet, durch welche die katalytisch aktive Passagier-Domäne an die Zelloberfläche transportiert wird. Die zellgebundene, in den extrazellulären Raum exponierte, enzymatisch aktive Domäne besitzt eine hydrolytische Aktivität gegenüber Esterbindungen kurzkettiger Fettsäuren (Wilhelm, 2001). Analog der anderen Autotransporterproteine wurde auch für die Esterase ein Virulenzpotential beschrieben (Potvin et al., 2003). Außer der Zugehörigkeit zu der Enzymgruppe der Esterasen, deren Lokalisierung in der Zelle und der Art der Sekretion ist die physiologische Funktion von der Esterase EstA bislang ungeklärt gewesen. Um die natürliche Bedeutung von EstA für P. aeruginosa zu ergründen wurden zunächst die virulenzassoziierten Phänotypen der estA-Negativmutante untersucht. Die estA-Negativmutante produziert nur minimale Mengen des oberflächenaktiven Biodetergenz Rhamnolipid, sie hat im Gegensatz zum P. aeruginosa PAO1 (WT) eine hydrophile (polare) Zelloberfläche und bildet einen heterogenen Biofilm mit charakteristischen, dicht besiedelten Aggregationen in Form von Mikrokolonien. Die estA-Negativmutante ist unfähig sich mittels des Schwärmens noch mittels des Schwimmen und „twitching motility“ zu bewegen. Die Konstruktion einer enzymatisch inaktiven Esterase, in der das Serin der katalytischen Triade (S38D310H313) gegen ein Alanin ausgetauscht wurde und Expression dieser in der estA-Negativmutante ergab einen P. aeruginosa Stamm, der strukturell intakte, membranständige, hydrolytisch unwirksame Esterase aufweist. Die Untersuchung dieses Stammes bestätigte, dass die oben genannten virulenzassoziierten Phänotypen der estA-Negativmutante: die Rhamnolipid-produktion, Zelloberflächen-Hydrophobizität, Beweglichkeit und homogene Biofilmbildung aus fehlender enzymatischer Aktivität von EstA resultieren und dass EstA ebenso wenig an der Spaltung von Rhamnolipid, als auch an deren Export aus der Zelle beteiligt ist. Die Untersuchung der drei globalen „Quorum sensing“- Systeme zeigte, dass die Deletion von estA keinen Einfluss auf das Las-System ausübt, zum Fehlen des Rhl-System Signalmoleküls C4-HSL (N-Butanoyl-L-Homoserinlacton) und des „Pseudomonas-quinolon“-Signalmoleküls (PQS) führt. Die strikt PQS-regulierte ElastaseB fehlt in der estA-Negativmutante völlig und die Pyocyaninmenge ist drastisch reduziert. Die Ergebnisse der Proteomuntersuchung deuten auf eine noch nicht ergründete Verschiebung des Zellmetabolismus der estA-Negativmutante gegenüber dem P. aeruginosa PAO1 (WT) von Citratzyklus in Richtung des Glyoxylatzyklus. Neben der Fähigkeit, Esterbindungen zu hydrolysieren, wurde für EstA eine neue enzymatische Aktivität der Lysophospholipase bestimmt. Diese bestätigte die Esterase EstA ist ebenfalls eine Phospholipase B. Die Membran fraktionierter P. aeruginosa Zellen wurde als putatives Substrat mit der Esterase enzymatisch verdaut und die Produkte dieser hydrolytischen Aktivität kompensieren die Schwärmfähigkeit der unbeweglichen estA-Negativmutante. Die Phospholipase B Aktivität aufweisende Esterase EstA beeinflusst durch ihre Aktivität eine Vielzahl physiologisch relevanter Zellprozesse. Die Deletion von estA hat negative Auswirkung auf das globale Quorum sensing-Netzwerk von P. aeruginosa. Sie führt zum Fehlen der Signalmoleküle des Rhl-Systems und des Pseudomonas-quinolon-Signal-Systems. Diese Ergebnisse beweisen, dass EstA eine accessorische Regulatorfunktion in dem komplexen Netzwerk des Quorum sensing-Systems von P. aeruginosa zu haben scheint. Die Membran von P. aeruginosa könnte ein putatives Substrat von EstA darstellen. Deren Hydrolyse liefert nämlich Produkte, die physiologisch relevante Funktionen in der Zellbewegung steuern. Dies wiederum deutet auf ein so genanntes „lipid signalling“, heißt dass EstA in Folge deren enzymatischen Aktivität ein Signal generiert, der physiologische Relevanz für P. aeruginosa hat. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Enzymtechnologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 20.04.2007 | |||||||
| Dateien geändert am: | 20.04.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 21.04.2006 | |||||||
| Datum der Promotion: | 02.06.2006 |
