Neue Proteine, die die Regulation des Zuckerstoffwechsels und der Peptidoglykansynthese im Gram-positiven Pathogen Listeria monocytogenes miteinander verbinden

• Antragstellerin: Dr. Jeanine Rismondo
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452709177

Das Human-pathogen Listeria monocytogenes kommt aufgrund der Fähigkeit, sich an verschiedene Umweltbedingungen anzupassen und zu wachsen, überall in der Natur vor. L. monocytogenes codiert eine Vielzahl an Zuckeraufnahmesystemen, die das Wachstums des Bakteriums in der Anwesenheit verschiedener Kohlenstoffquellen zu wachsen. Die aufgenommenen Zucker werden jedoch nicht nur für das Wachstum und die Biomasseproduktion verwendet. Große Mengen werden für die Synthese von essentiellen Zellkomponenten wie z.B. das Peptidoglykan, benötigt. Wie die Bakterien regulieren, ob die aufgenommenen Zucker für anabole oder katabole Prozesse verwendet werden und wie diese regulatorischen Mechanismen durch Umweltbedingungen beeinfluss werden, ist weitgehend unbekannt. Die Identifizierung von Proteinen, die an der Zuckerverteilung beteiligt sind, könnte zum Verständnis darüber beitragen, wie Bakterien sich an wechselnde Umweltbedingungen anpassen. Zudem könnten diese Proteine einen Einfluss auf die Antibiotika-Resistenz oder die Virulenz pathogener Bakterien haben und damit mögliche Kandidaten für die Entwicklung neuer antimikrobieller Therapien sein. Wir konnten vor kurzem zeigen, dass die Abwesenheit der Transmembrankomponente EslB des ABC-Transporters EslABC zu einer Beeinträchtigung der Integrität der Zellwand, zu einem Zellteilungsdefekt und Wachstumsdefekt in Medien mit hohen Konzentrationen einiger Zucker führt. Bislang ist jedoch die genaue zelluläre Funktion des ABC-Transporters EslABC nicht bekannt. Ich gehe davon aus, dass EslABC eine neue Verbindung zwischen dem zentralen Kohlenstoffmetabolismus, des Zellwandmetabolismus und der Zellteilung darstellt. Es ist, basierend auf den Phänotypen einer eslB Mutante, unwahrscheinlich, dass EslABC ein Importer oder Exporter ist. Stattdessen nehme ich an, das EslABC andere Proteine durch eine direkte Protein-Protein-Interaktion reguliert, wie es für den ABC-Transporter FtsEX beschrieben wurde, und dadurch deren Aktivität und/oder Lokalisation beeinflusst. EslABC könnte auch an der Regulation der Verteilung von Kohlenstoffquellen in den zentralen Kohlenstoffmetabolismus und die Peptidoglykansynthese beteiligt sein. In der geplanten Forschung sollen diese Hypothesen untersucht und die zelluläre Funktion von EslABC bestimmt werden. Diese Untersuchungen werden zeigen, wie dessen Funktion den zentralen Kohlestoffwechsel, den Zellwandmetabolismus und die Zellteilung in L. monocytogenes miteinander verbindet. Zusätzlich wird die strukturelle Zusammensetzung und das Interaktom von EslABC bestimmt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen