Identification of factors and processes controlled by Listeria monocytogenes DivIVA/GpsB proteins
Metabolism, Biochemistry and Genetics of Microorganisms
Final Report Abstract
In diesem Projekt haben wir die Rolle der DivIVA/GpsB-Proteine in dem Gram-positiven Bakterium Listeria monocytogenes studiert. Wir haben eine Funktion von DivIVA in der Zellteilung dieses Erregers nachgewiesen und gezeigt, dass diese Funktion durch eine bestimmte Mutation in divIVA von der vormals bekannten Rolle von DivIVA in der Autolysinsekretion abgetrennt werden kann. Wir haben weiterhin den Phänotyp einer gpsB-Mutante untersucht und konnten nachweisen, dass GpsB eine Rolle in der Peptidoglykanbiosynthese spielt. Durch Auflösung der Struktur von GpsB, sowie genetische und biochemische Experimente gelang schließlich der Beweis, dass GpsB für die korrekte Funktion des Penizillin-bindenden Proteins PBP A1 notwendig ist. Gemeinsam mit Kooperationspartnern haben wir anschließend aufgezeigt, wie GpsB und PBP A1 miteinander interagieren und ein Modell des Komplexes beider Proteine entwickelt. Ein interessanter Phänotyp der gpsB-Mutante bestand darin, dass diese Mutante nicht mehr in der Lage war, bei erhöhter Temperatur zu wachsen, aber diesen Wachstumsdefekt durch Bildung spontaner Suppressormutanten zu korrigieren. Dieses Phänomen eröffnete uns den Zugang zu Genen, deren Inaktivierung den gpsB-Phänotyp unterdrückt, und es zeigte sich, dass diese Gene in die Regulation der Peptidoglykanbiosynthese eingreifen. Unter den gpsB-Suppressorgenen waren mit reoM und reoY zwei bislang nicht-charakterisierte Gene mit unbekannter Funktion. In unseren weiterführenden Studien haben wir die Funktion von ReoM und ReoY aufgeklärt. Demnach ist ReoM ein Substrat der PASTA- Serin/Threonin-Proteinkinase PrkA und die Phosphorylierung von ReoM beeinflusst in Synergie mit ReoY die Aktivität der Protease ClpCP. Wir konnten zeigen, dass MurA, das erste Enzym der Peptidoglykanbiosynthese, durch ClpCP abgebaut wird und dass dieser Schritt von PrkA, ReoM und ReoY beeinflusst wird. Diese Proteine aktivieren die Peptidoglykanbiosynthese und ermöglichen so die Korrektur des gpsB-Phänotyps. Damit haben wir einen neuen Regulationsmechanismus der Peptidoglykanbiosynthese beschrieben, mit deren Hilfe Gram-positive Bakterien wie L. monocytogenes die Biosynthese ihrer Zellwand an die herrschenden Wachstumsbedingungen anpassen können.
Publications
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