Characterization of a new mechanism of cell wall synthesis regulation in the cholera pathogen

• Antragsteller: Dr. Tobias Dörr
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 218125446

Fast alle Bakterien bilden eine formgebende Zellwand, die die Zellintegrität im Angesicht der enormen osmotischen Unterschiede zwischen intrazellulärem und extrazellulärem Raum sicherstellt. Die Wichtigkeit dieser Struktur wird dadurch unterstrichen, dass ein großer Teil in der Natur vorkommender Antibiotika Teile ihrer Synthesewege angreift. Der Hauptbestandteil der Zellwand ist Peptidoglycan (PG), ein komplexes Polymer aus Disacchariden mit Polypeptidseitenketten, die durch Peptidbindungen vernetzt sind. Die PG Synthesewege sind weitgehend bekannt; kaum bekannt ist hingegen, wie die zum Teil funktional redundanten Proteinkomponenten räumlich und zeitlich in ihren Aktivitäten reguliert werden. Bei dem Cholera-Erreger Vibrio cholerae spielen die beiden Proteine PBP1a und PBP1b eine Hauptrolle bei der PG Synthese. PBP1a scheint hierbei wichtiger zu sein; Eine Mutante weist einen verringerten PG-Gehalt auf, ist anfällig für osmotischen Stress und verliert in der Präsenz bestimmter D-Aminosäuren, die in der stationären Wachstumsphase produziert werden, seine Stäbchenform. Eine PBP1b Mutante hingegen zeigt keine offensichtlichen Defekte. Darüber hinaus wurden zwei weitere Mutanten entdeckt, die ähnliche Phänotypen aufweisen wie PBP1a; vc0581 und vc1887. VC0581 ist ein Homolog von Escherichia coli LpoA, und aktiviert PBP1a. VC1887 ist nur in der Familie Vibrionaceae zu finden und besitzt keine offensichtlich funktionsrelevanten Domänen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, die Details der Zellwandorganisation in Vibrio cholerae zu charakterisieren. Insbesondere möchte ich der Frage nachgehen, PBP1a und PBP1b koordiniert werden und welche Rolle das neue entdeckte Protein VC1887 in diesem Prozess spielt. Letztendlich werde ich ein High-Throughput-Screening für Inhibitoren dieses Syntheseweges durchzuführen. Da VC1887 nur in Vibrionaceae zu finden ist, wird dieser Screen mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Entdeckung neuer, Vibrio-spezifischer Antibiotika führen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Matthew K. Waldor