TusA ist ein vielseitiges Protein, das die Mobilisierung von Schwefel mit der Eisenhomeostase und der Translationseffizienz von Proteinen in Escherichia coli verbindet

• Antragstellerin: Professorin Dr. Silke Leimkühler
• Subject Area: Biochemie
• Term: from 2014 to 2023
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 262101759

Schwefel ist ein essentielles Element für alle lebenden Organismen. In Escherichia coli mobilisiert die L-Cysteindesulfurase IscS den Schwefel von L-Cystein zur Bildung eines Protein-gebundenen Persulfids, das als universeller Schwefeldonor für die Synthese von Eisen-Schwefel Clustern, Thiamin, Biotin, Liponsäure den Molybdän-Kofaktor sowie für Thiomodifizierungen von Nukleosiden in tRNA genutzt werden kann. Mehrere Interaktionspartner wurden für IscS identifiziert, die am Transfer des Schwefels zu diesen Biomolekülen beteiligt sind. Einer der Interaktionspartner ist das TusA Protein, für das eine duale zelluläre Rolle beschrieben werden konnte, zum einen als Schwefeltransferase für die Synthese des Molybdän-Kofaktors und zum anderen für die mnm5s2U Thiomodifizierung von tRNA an der Position 34. Vorhergehende Studien haben gezeigt, dass TusA möglicherweise noch mehr zelluläre Funktionen übernehmen kann, da eine Deletion von tusA sich ebenfalls auf eine gesteigerte Empfänglichkeit für Phageninfektionen durch ein erhöhtes ribosomales Frameshifting auswirkt sowie ein filamentöses Wachstum beobachtet werden konnte. Zusätzlich akkumuliert ein tusA Deletionsstamm Fe2+ und hat einen verminderten Eisen-Schwefel Cluster Gehalt. Zusammengenommen deutet dies auf vielseitige zelluläre Funktionen von TusA hin. Voruntersuchungen implizieren eine regulatorische Rolle von TusA auf die Aktivität von IscS, durch Kontrolle des Eisen- sowie Schwefel-Eintrags zu dem IscS Proteinkomplex.In der nächsten Förderperiode wollen wir die Rolle von TusA in der Assemblierung von Eisen-Schwefel Clustern und tRNA Thioloierungen genauer untersuchen. Dazu gehören Untersuchungen zur Funktion von TusA auf die Aktivität des IscS/IscU/CyaY Komplexes, die Untersuchungen zur Eisenakkumulation und deren Auswirkungen auf zellulären oxidativen Stress beinhalten. Weitere Studien untersuchen die Funktion von TusA in der Zellteilung, die durch veränderte Translationseffizienz von Proteinen ausgelöst werden könnte. Zusammenfassend sollen die vielseitigen zellulären Funktionen von TusA untersucht werden, um im Detail die Funktion dieses Proteins für die Zelle im Detail aufzuklären.

• DFG Programme: Sachbeihilfen