RT Dissertation/Thesis
T1 Funktionelle Untersuchung der Sensorkinase KdpD von Escherichia coli mit Hilfe verschiedener KdpD-Deletionsmutanten
A1 Rothenbücher,Marina
WP 2009/01/14
AB Das hochaffine K+-Transportsystem KdpFABC ist eines der Aufnahmesysteme, das in Escherichia coli K+ akkumuliert. Die Expression des kdpFABC Operons steht unter der Kontrolle der regulatorischen Proteine KdpD und KdpE, die ein typisches Sensorkinase/Antwortregulator-System darstellen. KdpD ist ein integrales Protein in der cytoplasmatischen Membran. Der N-terminalen cytoplasmatischen Domäne und den transmembranen Helices von KdpD wurden bisher die Funktion des Signal-?inputs? zugeschrieben. Überraschend war daher der Befund, dass eine Komplettdeletion der N-terminalen Domäne und der ersten beiden Helices (KdpD-C) ein voll funktionsfähigen Sensor darstellt, der auf Änderungen der K+-Konzentration im Medium reagiert. Es wurden sodann weitere Teile von KdpD-C deletiert, um den Bereich in KdpD genau zu definieren, der für die Signaltransduktion verantwortlich ist. Die Untersuchungen dieser Arbeit haben gezeigt, dass das KdpD-Konstrukt C499-894, das nur noch aus der cytoplasmatischen, löslichen Domäne besteht, in der Lage ist eine Erhöhung der K+-Konzentration im Medium zu registrieren und mit einer Reduzierung der Aktivität reagiert. Der minimale Sensor differenziert zwischen Li+, Rb+ und K+ Ionen, ebenso wie der Wildtyp. Ein Plasmid, das für den minimalen Sensor codiert, erlaubt einem kdpD-Deletionsstamm das Wachstum unter Kalium limitierten Bedingungen im Medien.
Vermutlich ist das Signal, das von KdpD wahrgenommen wird, im Periplasma. Aber wie wird das Signal zu der cytoplasmatische C-terminalen Domäne, die bei der Regulierung der Aktivität involviert ist, übertragen? Eventuell ist  KdpD ist nicht der direkte Sensor und bekommt die Änderungen in der K+-Konzentration von einem weiteren Protein in der Membran übermittelt. Weitere Untersuchungen zur Membranlokalisation mit der Natrium-Carbonat-Methode haben gezeigt, dass C499-894 hauptsächlich im Überstand, dass heißt in der löslichen Form vorkommt. Dies schließt nicht aus, dass C499-894 sich nicht an die Membran anlagert und so eventuell mit einem unbekannten Protein interagiert. Bei der Suche nach diesem unbekannten Protein wurden zwei eventuelle Kandidaten ermittelt, die Cytochromoxidase A (CyoA) und die Glucosamin-6-phosphat-Synthase (GlmS). Ob diese Proteine wirklich mit KdpD interagieren muss noch nachgewiesen werden.

K1 Escherichia coli
K1 KdpD
K1 Deletionsmutanten
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2009/326