in vitro-Rekonstruktion der Quorum sensing-Signaltransduktionskaskade zur Charakterisierung der Hybridsensorkinase LuxN aus Vibrio harveyi

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Titel: in vitro-Rekonstruktion der Quorum sensing-Signaltransduktionskaskade zur Charakterisierung der Hybridsensorkinase LuxN aus Vibrio harveyi
Autor(en): Timmen, Melanie
Erstgutachter: Prof. Dr. Kirsten Jung
Zweitgutachter: Prof. Dr. Karlheinz Altendorf
Zusammenfassung: Mittels Quorum sensing können Bakterienzellen die Expression von Genen Zelldichte-abhängig steuern. Dies spielt eine besondere Rolle bei der Expression von Virulenzfaktoren oder Antibiotikaproduktion, der Biofilmentwicklung oder Phänomenen wie genetischer Kompetenz, Sporulation oder Biolumineszenz. Vibrio harveyi, ein Gram-negativer, mariner, frei lebender Organismus, reguliert die Expression von Biolumineszenz-Genen Zelldichte-abhängig nach dem Prinzip des Quorum sensing und sollte im Rahmen dieser Arbeit als Modell für die Mechanismen der Signaltransduktion untersucht werden. Dazu wurden die Proteine der Lux-Signaltransduktionskaskade heterolog in E. coli überexprimiert und teilweise gereinigt. Mittels in vitro Phosphorylierung konnten die enzymatischen Aktivitäten der Proteine erstmals biochemisch charakterisiert werden. Für die Hybridsensorkinase LuxN konnte neben einer Kinase-Aktivität ein Phosphotransfer auf das Histidin-Phosphotransferprotein LuxU gezeigt werden. Die Autophosphorylierungsaktivität ist dabei eindeutig von der Konzentration des Signalmoleküls, eines Acyl-Homoserinlaktons, abhängig. Eine ebenfalls eindeutig nachgewiesene Phosphatase-Aktivität von LuxN, die zur Dephosphorylierung von LuxU führt, war dagegen konstitutiv. Damit konnte ein auf biochemischen Daten basierendes Modell der Signaltransduktion von V. harveyi postuliert werden. Basierend auf den Ergebnissen von Topologieuntersuchungen mittels luxN-Reportergenfusionen und Protease-Zugänglichkeitsstudien konnten neue Hinweise auf die Membrantopologie der Hybridsensorkinase ermittelt werden. Diese lassen auf ein Modell mit neun Transmembranhelices schließen, bei der der N-terminus des Proteins im Periplasma der Zelle lokalisiert zu sein scheint.
URL: https://repositorium.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2005061330
Schlagworte: Vibrio harveyi; Quorum sensing; Zwei-Komponentensysteme; Signaltransduktion; Sensorkinase; in vitro Phosphorylierung; Topologiestudien
Erscheinungsdatum: 13-Jun-2005
Enthalten in den Sammlungen:FB05 - E-Dissertationen

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