Dokument: Characterization of a lipoprotein CD1348 from Clostridium difficile and the viral infectivity factor of HIV-1

Titel:	Characterization of a lipoprotein CD1348 from Clostridium difficile and the viral infectivity factor of HIV-1
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=46646
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180801-091132-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Clemens, Rebecca [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 99,75 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 31.07.2018 / geändert 31.07.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter] Prof. Dr. Gohlke, Holger [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Abstract Since the discovery of penicillin in 1928 by Alexander Flemming different types of antibiotics were discovered. One big group of antibiotics is targeting the cell wall synthesis of bacteria. ß-Lactams, like penicillin G, glycopeptides, like vancomycin and lipodepsipeptides like ramoplanin are the most prominent antibiotics targeting the cell wall. Some bacteria raise resistance against antibiotics via various resistance mechanisms. They are able to modify the target protein of the antibiotic or degrade the antibiotic. Because of the high number of antibiotic resistant strains a new treatment against bacteria has to be found. Promising candidates are the antimicrobial peptides especially the lantibiotics like nisin. Nisin is a post-translational modified peptide that is highly active against Gram-positive bacteria and is used in food industry as a preservative. Some human pathogens developed lantibiotic resistance systems. An operon encoding a three component ABC-transporter in Clostridium difficile (C. difficile) was discovered. This ABC-transporter, CprABC, was characterized and it is known that the system performs resistance against different lantibiotics, like subtilin, nisin and gallidermin. Also, a two-component system with a response regulator, CprR, and a histidine kinase, CprK, could be identified. With a closer look to this resistance system a lipoprotein encoded directly in front of the CprABC transporter could be identified. Comparing the operon with other resistance systems the lipoprotein CD1348, of C. difficile could be similar to NisI of Lactococcus lactis (L. lactis) an immunity protein or Nsr of Streptococcus agalactiae (S. agalactiae) a resistance protein. In this thesis, the CD1348 protein of C. difficile should be characterized and the function and the structure analysed. The purification could be established and with NMR and small-angle X-ray scattering (SAXS) measurements the calculated model of CD1348 could be proven. Also in vivo studies in L. lactis and in vitro interaction measurements with different lantibiotics were performed. No resistance in L. lactis cells expressing the CD1348 protein could be determined, till date. Furthermore, an antibiotic and lantibiotic resistant strain was analysed via growth inhibition studies and lipid analysis. Via this study the lipid composition of the original L. lactis strain, which was not available till now, and the lipid composition of the resistant strain could be determined. Additionally, a purification of secreted viral infectivity protein of HIV-1 expressed in Escherichia coli (E. coli) was tried to establish. Zusammenfassung Seit der Entdeckung von Penicillin durch Alexander Flemming 1928 wurden mehrere unterschiedliche Antibiotika entdeckt. Eine große Gruppe von Antibiotika hat als Angriffsziel die Zellwandsynthese von Bakterien. Die bekanntesten Antibiotika, welche die Zellwand angreifen, sind die ß-Lactame wie Penicillin G, die Glycopeptide wie Vancomycin und die Lipodepsipeptide wie Ramoplanin. Einige Bakterien sind in der Lage mit verschiedenen Mechanismen Resistenzen gegen Antibiotika zu entwickeln. Sie sind in der Lage die Angriffsziele der Antibiotika zu modifizieren oder auch durch Abbau die Antibiotika zu deaktivieren. Wegen der wachsenden Zahl an antibiotikaresistenten Bakterien müssen neue Behandlungsmöglichkeiten gefunden werden. Eine Alternative für Antibiotika sind die antimikrobiellen Peptide zu denen auch die Lantibiotika, wie Nisin, gehören. Nisin ist ein post-translational modifiziertes Peptid, welches sehr aktiv gegen Gram-positive Bakterien ist und schon seit langem in der Lebensmittelindustrie als Konservierungsmittel eingesetzt wird. Einige Human Pathogene haben auch gegen Lantibiotika Resistenzmechanismen entwickelt. Ein Operon mit einem drei Komponenten ABC-Transporter wurde auch in Clostridium difficile (C. difficile) gefunden. Dieser ABC-transporter, CprABC, ist charakterisiert und es wurde herausgefunden, dass er Resistenz gegenüber mehreren Lantibiotika, wie Subtilin, Nisin und Gallidermin vermittelt. Auch ein zwei-komponenten System mit einem Responseregulator, CprR, und einer Histidinkinase, CprK konnte in C. difficile identifiziert werden. Bei näherer Betrachtung dieses Resistenzsystems wurde ein Lipoprotein entdeckt, welches direkt vor dem CprABC Transporter kodiert ist. Ein Vergleich dieses Operons mit anderen bekannten Resistenzsystemen zeigte, dass das Lipoprotein CD1348 ähnlich zu dem Immunitätsprotein NisI aus Lactococcus lactis (L. lactis) und dem Resistenzprotein Nsr aus Streptococcus agalactiae (S. agalactiae) sein könnte. In dieser Arbeit wurde das CD1348 Protein aus C. difficile charakterisiert, es sollte die Funktion und die Struktur gelöst werden. Mit der in dieser Arbeit etablierten Reinigung des Proteins konnten NMR und SAXS Messungen zur Ermittlung der Richtigkeit des errechneten Modells durchgeführt werden. Mit in vivo Studien in L. lactis und in vitro Interaktionsstudien mit unterschiedlichen Lantibiotika sollte die Funktion geklärt werden. Es konnte jedoch bisher keine Resistenzfunktion in L. lactis Zellen ermittelt werden. Außerdem wurde in dieser Arbeit ein Antibiotika- und Lantibiotika-resistenter L. lactis Stamm mit Wachstumsinhibitionsstudien und einer Lipidanalyse näher charakterisiert. Durch die Analyse der Lipide konnte nicht nur die Lipidzusammensetzung des resistenten Stamms, sondern auch die des originalen L. lactis Stamms ermittelt werden, welche bis heute nicht bekannt war. Zusätzlich wurde eine Reinigung von sekretiertem viralen Infektionsfaktor Protein von HIV-1, welches in Escherichia coli (E. coli) exprimiert wurde, versucht zu etablieren.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Biochemie
Dokument erstellt am:	01.08.2018
Dateien geändert am:	01.08.2018
Promotionsantrag am:	29.05.2018
Datum der Promotion:	02.07.2018