Die tail-specfic Protease (Tsp) in Chlamydien: Mechanistische und struktuelle Charakterisierung der Interaktionen von Tsp mit Wirtszellproteinen

• Antragsteller: Dr. Guido Hansen
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 252323445

Die Chlamydiae umfassen obligate intrazelluläre Pathogene, die sekretierte Effektorproteine zur Modifikation von Wirtszell-Signalwegen verwenden. So wird angenommen, dass die Serinprotease CT441 des Humanpathogens Chlamydia trachomatis in der Lage ist, durch Spaltung von p65 die NF-kappaB-vermittelten Entzündungsreaktionen der Wirtszelle zu unterdrücken. Ein weiteres Zielprotein von CT441 stellt die Proteinkomponente des Östrogenrezeptor alpha-Corezeptors SRAP1 dar. Es wird vermutet, dass eine spezifische Interaktion mit CT441 eine Translokation von SRAP1 in den Zellkern verhindert und in Folge die Expression von Östradiol-induzierten Genen beeinflusst, die für die Entwicklung und das Überleben von intrazellulären Chlamydien von großer Bedeutung sind. Das weitgehend uncharakterisierte CT441 weist signifikante Sequenzhomologien zu sogenannten tail-specific proteases (Tsps) auf, Proteinen, die beispielsweise in E. coli an der bakteriellen Proteinqualitätskontrolle beteiligt sind. Das Ziel dieses Projektes ist es, zum Verständnis der Modulation von Wirtszell-Signalwegen durch Chlamydien beizutragen. Der Fokus liegt hierbei auf der Interaktion zwischen chlamydialen Tsps und Proteinen der Wirtszelle. Zu diesem Zweck sollen zunächst die molekularen Strukturen von CT441 und Tsp-Homologen aus verwandten Spezies aufgeklärt werden. Basierend auf den erhaltenen Strukturen soll der katalytische Mechanismus von Tsp mit Hilfe von gezielten Mutationen untersucht werden. Ein weiteres Ziel ist die Analyse der Interaktion von CT441 und SRAP1 in vitro. In diesem Teilprojekt sollen an CT441 und SRAP1 oder an isolierten Domänen dieser beiden Proteine biochemische Interaktionsstudien und Proteaseaktivitätstests durchgeführt werden. Langfristiges Ziel hierbei ist es, die Struktur eines Komplexes zwischen einem chlamydialen Tsp und SRAP1 aufzuklären. Um die Wechselwirkungen zwischen CT441 und SRAP1 unter physiologischen Bedingungen zu charakterisieren, steht ein Eileitergewebemodellsystem für chlamydiale Infektionen zur Verfügung. Wir erwarten, dass das vorgeschlagene Forschungsprojekt eine molekulare Basis schafft, die für ein detailliertes Verständnis der Modulation des Wirtszell-Stoffwechsels und der Östrogen-abhängigen Infektivität von Chlamydien notwendig ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen