RT Dissertation/Thesis
T1 Interaktion des Photosensors Ppr aus Rhodocista centenaria mit Proteinkomponenten der chemotaktischen Signaltransduktion
A1 Kreutel,Sven
WP 2009/03/25
AB Rhodocista centenaria ist ein phototrophes alpha-Proteobakterium, das makroskopisch eine unter Purpurbakterien einzigartige phototaktische Reaktion innerhalb eines Lichtgradienten zeigt. Die C-terminale Histidinkinasedomäne Pph des potentiellen Photorezeptors Ppr wurde in der vorliegenden Arbeit im Hinblick auf mögliche Interaktionspartner und der Einbindung in eine Signaltransduktionskaskade untersucht. Erste Hinweise auf potentielle Bindungspartner konnten aus den Ergebnissen der Überexpression des Photosensors bzw. der Histidinkinase auf die chemotaktische Antwort von E. coli gewonnen werden. Bereits geringe Mengen der in E. coli exprimierten Rhodocista Proteine Ppr bzw. Pph sind ausreichend, um die Chemotaxis von E. coli vollständig zu inhibieren. Dies deutete auf eine Interaktion des Photorezeptors mit Komponenten der chemotaktischen Signaltransduktionskaskade hin. Zur Identifikation eines Ppr- bzw. Pph- Bindungspartners wurde das vollständige Ppr-Protein und die C-terminale Histidinkinasedomäne Pph sowie die Proteine des chemotaktischen Netzwerks CheW und CheAY aus R. centenaria in E. coli heterolog exprimiert und gereinigt. In Bindungsstudien, durch Resonanzspiegel-Spektroskopie konnte eine Interaktion der C-terminalen Histidinkinasedomäne (Pph) mit dem CheW-Protein gezeigt und die Dissoziationskonstante Kd zu 0,13 ± 0,026 μM berechnet werden. Zusätzliche Pull-Down-Experimente verifizierten dieses Ergebnis und zeigten zudem eineStimulierung der Interaktion durch die Zugabe von ATP. Die Lokalisation von CheAY im Komplex mit CheW sowie der C-terminalen Histidinkinasedomäne wurde in Pull-Down-Experimenten bestätigt. Diese in vitro gewonnenen Daten konnten durch Expressionsstudien in vivo bestätigt werden. Die Rolle von CheAY als Phosphatgruppenakzeptor im Zwei-Komponenten-System mit Ppr als Photorezeptor sowie die Phosphatgruppenübertragung innerhalb der Signaltransduktionskaskade wurde in Phosphorylierungs- bzw. Transphosphorylierungsexperimenten mit [32P]-γ-ATP untersucht. Aus den Ergebnissen dieser Experimente geht hervor, dass die C-terminale Histidinkinasedomäne des Ppr-Proteins für eine Autophosphorylierungsreaktion ausreichend ist, d.h. andere Domänen des Rezeptors Ppr werden für diese Reaktion nicht benötigt. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass CheAY als Phosphatgruppenakzeptor dienen kann und die Histidinkinasedomäne an der Phosphorylierung von CheAY beteiligt ist. Mit den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit konnte, in Verbindung mit bereits vorhandenen Literaturdaten, ein Modell zur lichtgesteuerten Signaltransduktionskaskade ausgehend vom Ppr-Photorezeptor aufgestellt werden.
K1 Chemotaxis
K1 Methyl-akzeptierende Chemotaxis-Proteine
K1 Phototaxis
K1 Phototrophe Bakterien
K1 Bakterien
K1 MCP 
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2009/351