Regulation des Virulenzgenregulators SlyA in pathogenen und apathogenen Escherichia coli Stämmen

Wagner, Anna-Katharina

Im Verlauf dieser Arbeit wurde nachgewiesen, dass das SlyA-Protein aus E. coli K-12 zwar so funktionell und stabil wie die SlyA-Proteine aus pathogenen E. coli-Virotypen ist, der slyA-Promotor in E. coli K-12 jedoch weniger aktiv ist. Für die Repression der slyA-Expression ist der alternative Sigma-Faktor RpoS verantwortlich. Seine Deletion führte zu einem signifikanten Anstieg der slyA-Expression und –Synthese. Der RpoS-Level ist bei pathogenen und apathogenen E. coli Stämmen sehr heterogen ausgeprägt. Generell wurde in pathogenen Stämmen kein funktionelles RpoS detektiert oder weniger als in apathogenen Stämmen. Die slyA-Expression ist in E. coli positiv autoreguliert. SlyA interagiert mit fünf palindromartigen Bindestellen in seinem Promotor. Der slyA Transkriptionsstart liegt 48 Nukleotide stromaufwärts des Startcodons. Die SlyA-Regulons in E. coli K-12 und EHEC unterscheiden sich stark. Die meisten SlyA-abhängigen Gene in E. coli K-12 sind in Stoffwechselprozesse, Regulationsprozesse und Stressresistenz involviert oder kodieren ribosomale Proteine. In EHEC werden Gene mit Funktion in Sekretions- und Regulationsprozessen, Effektor- und Virulenzgene sowie Adhäsions- und Motilitätsfaktoren durch SlyA reguliert, wie z. B. fliA, dessen Expression von SlyA durch direkte Bindung an die regulatorische Region reprimiert wird. Eine EHEC slyA-Mutante war demgemäß gegenüber dem Wildtyp hypermotil, während eine Überexpression die Motilität vollständig unterdrückte.

Within the scope of this doctoral thesis, it was demonstrated that the SlyA protein from E. coli K-12 showed the same functionality and stability as SlyA proteins from pathogenic strains but turned out to be less active. The alternative sigma factor RpoS is responsible for the repression of the slyA expression. Its deletion led to a significant increase in slyA expression and synthesis. RpoS levels are highly heterogeneous in E. coli. Generally, no functional RpoS or less than in pathogenic strains was detected in pathogenic strains. slyA transcription initiates 48 nucleotides upstream of the translation start site. In E. coli the slyA expression is positively autoregulated. SlyA interacts with five palindromic sequences in the slyA promoter. The SlyA regulons in E. coli K-12 and EHEC strongly differ from each other. Most of the SlyA-dependent genes in E. coli K-12 are involved in metabolism processes, regulation and stress resistance or code for ribosomal proteins. In EHEC, mostly SlyA-dependent are involved in secretion processes, virulence adhesion or motility, such as fliA. fliA expression is repressed by SlyA by direct binding to the regulatory region. For this reason, an EHEC slyA mutant was hypermotile towards the wild type, whereas an overexpression completely suppressed motility.

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Wagner, Anna-Katharina: Regulation des Virulenzgenregulators SlyA in pathogenen und apathogenen Escherichia coli Stämmen. 2011.

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