Transcriptional regulation, differential secretion, and eco-physiological function(s) of levansucrase in the plant pathogen, Pseudomonas syringae

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias S. Ullrich
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 107805781

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In dem vorliegenden Projekt konnte die Rolle des Glukosestoffwechsel-Regulators HexR sowie der Bakteriophagen-stämmigen upstream Regionen für die Expression von Levansucrasen mittels verschiedener Methoden nachhaltig nachgewiesen werden. Diese beiden Hauptergebnisse deuten auf verschiedene und möglicherweise komplexe Regulationsmechanismen für die Bildung von extrazellulärer Levansucrase in dem Pflanzenpathogen P. syringae hin. Die mögliche Koregulation von Levansucrase mit dem Zuckerstoffwechsel verdeutlichen eine wichtige Rolle von Kohlenstoffquellen bei der Besiedelung von pflanzlichem Gewebe durch P. syringae. Unsere Hypothese, dass es sich bei dem gebildeteten Polyfructan, Levan, eher um ein Beiprodukt der Glukose-Gewinnung durch Levansucrase handeln könnte, wurde gestärkt. Allerdings zeigten die Expressionsstudien auch, dass der bakteriellen Organismus den Wegfall von HexR in der entsprechenden Mutante durch andere noch zu identifizierende Mechanismen teilweise kompensieren kann. Die Auffindung der Prophagen-DNA upstream der exprimierten lsc-Gene, das Vorhandensein von HexR-Bindestellen auf dieser upstream DNA sowie die Lokalisierung dieser upstream DNA innerhalb der Prophagen-DNA und in unmittelbarer Nähe zum lscR-Gen erlauben zusätzliche, neue Spekulationen zur genetischen Kombination von phylogenetischen Rekombinationsereignissen einerseits und der Kopplung von Primärmetabolismus und Sekundärmetabolismu andererseits. Auch wenn einige Aspekte des Projekte erfolglos blieben (Rolle von MvaT/U und LscR) so kann der Abschluss des Projekts dennoch als Erfolg und Grundlage für weitere experimentelle Arbeiten betracht werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Bakterielle Levansucrasen - Eine zuckersuesse Versuchung. BioSpektrum 05.09:488-489 (2009)
  Zhurina, D., A. Srivastava, and M. Ullrich
  
• Microbial Polysaccharides – Current Topics and Innovations. Horizon Scientific Press, Norwich, UK (2010)
  Ullrich, M. (Editor)
  
• Genomic distribution and divergence of levansucrase-coding genes in Pseudomonas syringae. Genes 3:115-137 (2012)
  Srivastava, A., N. Al-Karablieh, S. Khandekar, A. Sharmin, H. Weingart, and M. Ullrich