Analysis of intramembrane-cleaving proteases and of MEM-superfamily proteases in prokaryotes with Bacillus subtilis as model organism
Final Report Abstract
Im vorliegenden Projekt sollte der Mechanismus der regulierten intramembranen Proteolyse am Beispiel von Transkriptionsfaktoren des Gram-positiven Modellbakteriums B. subtilis im Detail aufgeklärt werden. Das molekulare Signal bzw. der postulierte Faktor, welcher die Aktivierung der Site-1 Protease PrsW steuert, konnte bislang nicht identifiziert werden. Die Experimente schließen aus, dass eine direkte Interaktion von PrsW mit RasP bzw. eine Interaktion des cytoplasmatischen Teils von RsiW einen Einfluss auf die Site-1 Proteolyse des Antisigmafaktors ausüben. Die Site-2 Proteolyse verläuft auch in Abwesenheit einer extracytoplasmatischen PDZ Domäne im RasP. Ebenso ist ein konservierter Valinrest am postulierten C-Terminus des Site-1 geschnittenen RsiW nicht essentiell für die Substraterkennung. Am Beispiel der α-Amylase AmyQ wurde eine Beteiligung von RasP im Abbau nicht-nativer sekretorischer Proteine in der Membran nachgewiesen. In Abwesenheit von RasP wird in B. subtilis eine durch das Zweikomponentensystem CssRS vermittelte Antwort auf Sekretionsstress ausgelöst. Dieses deutet auf eine essentielle Funktion von RasP bei der Qualitätskontrolle sekretierter Proteine im Zusammenspiel mit weiteren extracytoplasmatischen Proteasen. RasP erkennt damit eher unspezifisch Membranproteine mit ‚type II-single-pass‘ Transmembrandomänen und fehlendem extracytoplasmatischen Teil. Der Antisigmafaktor RsiX wurde als weiteres Substrat von RasP identifiziert. Die Analysen zeigen, dass die Induktion des αX Regulons in Abhängigkeit von RasP verläuft.
