Membranproteomanalyse des fakultativ intrazellulären Erregers Listeria monocytogenes

Baumgärtner, Maja

Membranproteine sind an wichtigen funktionellen Prozessen im Lebens- und im Infektionszyklus des fakultativ intrazellulären Erregers Listeria monocytogenes beteiligt. Um das schwer zugängliche Membransubproteom des grampositiven Bakteriums zu analysieren, wurde zunächst eine Methode zur spezifischen Anreicherung der Membranproteine entwickelt. Durch die Verwendung verschiedener Trennverfahren war es möglich, die Hauptproteinkomponenten der listeriellen Membran zu identifizieren und zu analysieren. Eine Gruppe der membranassoziierten Proteine, die Lipoproteine, wurde im Detail untersucht. Durch die Inhibierung der Lipidmodifizierung mittels der Konstruktion einer Prälipoprotein-Diacylglyceryl-Transferase (Lgt)-Deletionsmutante konnten zum ersten Mal 27 Lipoproteine eines grampositiven Bakteriums parallel identifiziert und validiert werden. Bei Infektionsanalysen mit der lgt-Deletionsmutante zeigte sich, dass den Lipoproteinen generell eine wichtige Rolle bei der intrazellulären Vermehrung der Listerien zukommt. Um Membranproteine und speziell Lipoproteine zu identifizieren, die unter der Kontrolle des zentralen Virulenzregulators PrfA stehen, wurden vergleichende Expressionsanalysen mit unterschiedlich PrfA-exprimierenden Stämmen durchgeführt. Dabei konnte u.a. für eine Komponente des Opp- Transportsystems, das als eines der dominantesten Transportsysteme der listeriellen Membran identifiziert werden konnte, eine PrfA-abhängige Regulation nachgewiesen werden.

Membrane proteins are involved in many important functional processes of the life and infection cycle of the facultative intracellular pathogen Listeria monocytogenes. A method for the specific enrichment of membrane proteins was established that enabled the analysis of this difficult to access group of proteins. The main protein components of the listerial membrane were identified and analysed by using different separating techniques. One group of associated membrane proteins, the lipoproteins, were examined in detail. By constructing a prelipoprotein diacylglycerol transferase (lgt) deletion mutant to prevent lipomodification of prelipoproteins, 27 lipoproteins of a Gram-positive bacteria could be identified and validated in parallel for the first time. Infection analyses with the lgt deletion mutant revealed the important role of the lipid modified proteins in intracellular replication. To identify membrane proteins, especially lipoproteins controlled by the central virulence regulator PrfA, comparative expression analyses of strains expressing different levels of PrfA were performed. Among other things a component of the Opp transport system were identified as a PrfA regulated protein. The Opp transport system was shown to be one of the main transport system of the listerial membrane.

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Baumgärtner, Maja: Membranproteomanalyse des fakultativ intrazellulären Erregers Listeria monocytogenes. 2004.

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