Expression von Biofilmkomponenten bei ausgewählten Salmonella enterica- und Escherichia coli-Wildtypstämmen sowie Untersuchungen zur Funktionalität des adrA-Gens innerhalb der Biofilmregulationskaskade bei Salmonella Typhimurium

Bokranz, Werner Joachim

Bei einzelnen Laborstämmen von Escherichia coli und Salmonella Typhimurium konnten in der Vergangenheit Curli und Zellulose als Hauptkomponenten der extrazellulären Matrix des Biofilms identifiziert werden. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit diese beiden Biofilmkomponenten in repräsentativen Populationen von kommensalen und extraintestinalen E. coli-Stämmen sowie bei S. enterica-Serotypen vorkommen. Uropathogene sowie kommensale E. coli-Stämme exprimierten sowohl Zellulose als auch Curli. Während Zelluloseproduktion bei 37° C bei den uropathogenen Stämmen häufiger auftrat als bei den kommensalen Stämmen, war die Häufigkeit der Expression von Curli bei beiden Stammgruppen etwa gleich. S. enterica-Serotypen mit hoher Wirtsspezifität wie S. Typhi produzierten so gut wie keine Biofilmmatrix, während Serotypen mit geringer Wirtsspezifität wie S. Typhimurium temperaturreguliert Biofilmmatrix ausbildeten. AdrA reguliert die Bildung von Zellulose bei S. Typhimurium. Durch Zellfraktionierung konnte nachgewiesen werden, dass das AdrA ein Membranprotein ist. Das primäre Transkript von adrA hat eine Größe von maximal 1,4 kb, somit ist adrA nicht Bestandteil eines Operons. Der Transkriptionsstartpunkt liegt nur 14 Basen vom Startpunkt der Translation entfernt. In der Biofilmregulationskaskade wird nach der Transkription des agfD kein OmpR und nach der Transkription des adrA kein RpoS mehr zur Zelluloseexpression benötigt.

In laboratory strains of Escherichia coli and Salmonella Typhimurium curli fibers as well as cellulose could be identified in the past to be the two main components of the biofilm extracellular matrix. In this study it was investigated, how far those two biofilm components occur in representing populations of commensal and extraintestinal E. coli-strains and S. enterica-serovars. At 37° C uropathogenic strains produced cellulose to a higher level than the commensal strains whereas the production of curli was equal in both groups. S. enterica-serovars with high host specificy as S. Typhi nearly expressed any extracellular biofilm matrix, whereas serovars with low host specificy as S. Typhimurium expressed biofilm matrix in a temperature dependent manner. The biofilm regulation cascade in S. Typhimurium wildtype strains was found to be identical to that of S. Typhimurium ATCC 14028-1s, whereas in S. Enteritidis wildtype strains expression of AgfD was independent on rpoS to some extend. AdrA triggers cellulose production in S. Typhimurium. Via cell fractioning it could be shown, that AdrA is a membrane bound protein. The primary transcript is about 1,4 kb in size, which shows, that the adrA is not part of an operon. The actual transcription start site lies only 14 bases apart of the starting point of translation. After the transcription of agfD in the regulation cascade OmpR and after transcription of the adrA RpoS is no longer needed for cellulose production.

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Bokranz, Werner Joachim: Expression von Biofilmkomponenten bei ausgewählten Salmonella enterica- und Escherichia coli-Wildtypstämmen sowie Untersuchungen zur Funktionalität des adrA-Gens innerhalb der Biofilmregulationskaskade bei Salmonella Typhimurium. 2003.

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