Osmolarität-abhängige Kontrolle des zellulären c-di-AMP Spiegels und Charakterisierung der Osmolyt Transporter in Listeria monocytogenes

• Antragsteller: Professor Dr. Fabian M. Commichau; Professor Dr. Ralf Ficner
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314704276

Zyklisches Diadenosinmonophosphat (c-di-AMP) ist ein Signalmolekül, welches von dem humanpathogenen Bakterium L. monocytogenes und vielen anderen Gram-positiven Bakterien synthetisiert wird. C-di-AMP wird durch Diadenylatzyklasen gebildet und durch Phosphodiesterasen gespalten. Es konnte gezeigt werden, dass L. monocytogenes und phylogenetisch verwandte Bakterienarten ohne c-di-AMP nicht überleben können. Seit der Entdeckung von c-di-AMP wurden eine Reihe von Bindungspartnern des Signalmoleküls identifiziert. Der essentielle Bindungspartner ist jedoch nach wie vor unbekannt. Kürzlich konnten wir zeigen, dass das CdaR-Protein die Diadenylatzyklase CdaA aus L. monocytogenes inhibiert. Der Befund, dass beide Proteine an der Zellwand lokalisiert sind lässt die Vermutung zu, dass der-di-AMP-Stoffwechsel mit der Zellwandbiosynthese verknüpft ist. Es wurde in der Tat bei mehreren Bakterien beobachtet, dass sich Veränderungen des zellulären c-di-AMP-Pools auf die Intaktheit der schützenden Zellhülle auswirken. Der Zusammenhang zwischen c-di-AMP-Stoffwechsel und Zellwandbiosynthese ist jedoch noch weitgehend unverstanden. In unserem geplanten Forschungsvorhaben möchten wir herausfinden, durch welche Faktoren die Aktivität von CdaR und damit auch die c-di-AMP-Synthese durch CdaA reguliert wird. Wir möchten auch untersuchen wie das c-di-AMP die Zellwandbiosynthese beeinflusst. Durch genetische und biochemische Ansätze möchten wir das Interaktom von CdaR und CdaA charakterisieren. Die molekularen Details der Interaktionen versuchen wir mit Hilfe von Röntgenstrukturanalysen zu untersuchen. Die essentielle und konservierte Diadenylatzyklase CdaA ist ein vielversprechendes Zielprotein für neue Antibiotika. Deshalb möchten wir mit Hilfe eines Screening-Systems Substanzen identifizieren, welche die Diadenylatzyklase CdaA inhibieren.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1879: Nucleotide Second Messenger Signaling in Bacteria