Funktionelle Genomanalyse von sekretorischen Proteinen und den Wirtszell-Pathogen-Interaktionen des human-pathogenen Erregers Listeria monocytogenes

Trost, Matthias

In dieser Arbeit wurden zwei für das Humanpathogen L. monocytogenes wichtige Subproteome sowie die Wirtszellantwort auf Invasion dieses Pathogens mit Methoden der Funktionellen Genomanalyse untersucht. Mittels LC-MS/MS gelang erstmals, die kovalent-gebundenen Zellwandproteine von L. monocytogenes zu untersuchen und 6 LPXTG-Proteine wurden identifiziert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass diese für die Pathogenität von Listeria monocytogenes wichtige Proteinklasse über das Enzym Sortase A an das Peptidoglycan verknüpft wird. Durch 2D-Gelelektrophorese und LC-MS/MS wurden 105 sekretorische Proteine identifiziert, darunter alle primären Virulenzfaktoren. Durch einen Vergleich mit einer prfA-Deletionsmutante konnte die PrfA-abhängige Expression der primären Virulenzfaktoren bestätigt werden und 13 weitere putativ PrfA-regulierte Proteine identifiziert werden. Durch einen Vergleich der Überstandsproteine der apathogenen Art L. innocua mit L. monocytogenes wurden neben den 8 primären Virulenzfaktoren 8 weitere Proteine identifiziert, die ebenfalls keine orthologen Gene in der apathogenen Art L. innocua besitzen. Bei Proteom- und ersten Transkriptionsuntersuchungen von mit L. monocytogenes infizierten HeLa-Zellen wurden mehrere Hinweise gefunden, dass während der listeriellen Invasion anti-apoptotische Signalwege in den Wirtszellen induziert sein könnten. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass das Mikrotubuli-destabilisierende Protein Stathmin durch Infektion mit Listerien spezifisch phosphoryliert wird. Durch die Präsentation von rekombinantem InlB und des natürlichen Liganden von Met, HGF, konnte bestätigt werden, dass die Aktivierung von Met dafür verantwortlich ist.

In this work two subproteomes of the human pathogen L. monocytogenes and the host-cell response to listerial invasion were analysed by Functional Genomics. By LC-MS/MS the cell wall proteins of L. monocytogenes covalently bound to the peptidoglycan were analysed and 6 LPXTG-proteins identified. Furthermore was shown that the enzyme Sortase A attaches these proteins that are important for listerial pathogenicity to the cell surface. By 2D gel electrophoresis and LC-MS/MS 105 listerial secretory proteins were identified, among these all primary virulence factors. By comparison with a prfA-deletion mutant the PrfA-dependent expression of all primary virulence factors and further 13 putatively PrfA-regulated proteins could be identified. By comparison with the culture supernatant proteins of the apathogenic species L. innocua the 8 primary virulence factors and 8 further proteins without any orthologous gene in the apathogenic species were identified. By proteomics and preliminary trancriptomics analysis of eukaryotic cells infected with L. monocytogenes evidence for the induction of anti-apoptotic signalling in host-cells by listerial invasion was found. Furthermore was shown that the microtubule-destabilising protein stathmin is specifically phosphorylated during listerial invasion. By presentation of recombinant InlB and the natural ligand of Met, HGF, was shown, that the phosphorylation of stathmin is down-stream of activated Met.

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Trost, Matthias: Funktionelle Genomanalyse von sekretorischen Proteinen und den Wirtszell-Pathogen-Interaktionen des human-pathogenen Erregers Listeria monocytogenes. 2004.

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