Neuartige biologische Funktionen von ppGpp in Escherichia coli

• Antragsteller: Professor Dr. Franz Narberhaus
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314791860

Das Signal-Molekül (p)ppGpp (Guanosin-Pentaphosphat oder -Tetraphosphat) ist ein weit verbreitetes bakterielles Signalmolekül. Es wird auch als Alarmon bezeichnet, das der Zelle Mangelbedingungen anzeigt und zu massiven Veränderungen der Zellphysiologie führt. In Escherichia coli inhibiert die Akkumulation von (p)ppGpp die Transkription ribosomaler Gene und fördert die Transkription von Genen für biosynthetische Wege. Wir haben gefunden, dass (p)ppGpp die wachstumsraten-abhängige Proteolyse von mindestens zwei Substraten der FtsH-Protease beeinflusst. Das Substrat LpxC ist essentiell für die Lipopolysaccharid (LPS)-Biosynthese und YfgM ist ein Membranprotein, das in der Stressantwort eine Rolle spielt.Das erste Ziel des Antrages ist es, zu klären, ob der Abbau von anderen Protein von (p)ppGpp beeinflusst wird. Unter den Kandidaten werden bekannte und neue Substrate der FtsH- und Lon-Protease sein. Außerdem werden wir untersuchen, wie (p)ppGpp die Proteolyse beeinflusst. Wir werden analysieren, ob das Signalmolekül direkt an die Protease oder seine Substrate bindet oder ob es indirekt mit Hilfe anderer Faktoren Einfluss auf die Proteolyse nimmt. Weiterhin werden wir ein Protokoll entwickeln, um (p)ppGpp-bindende Proteine und RNAs zu identifizieren. Durch diese Analysen erwarten wir neue Einblicke in die weitreichende physiologische Bedeutung von (p)ppGpp.

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