{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1350"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1350","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Funktionelle Charakterisierung der Ionentransportproteine CorA, NccB und CzcA von Helicobacter pylori","abstract":"Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht die chronisch aktive Gastritis vom Typ B und die peptische Ulkuskrankheit. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metall-ionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und stellt damit einen Angriffspunkt für die Entwicklung alternativer Therapeutika dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Funktionen des Magnesiumtransporters CorA, sowie der putativen Metalltransportproteine NccB und CzcA von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. <br>Die Untersuchung corA-defizienter H. pylori-Mutanten ergab, dass CorA in H. pylori für die Deckung des Magnesiumbedarfs und damit für die Kolonisierung des Magens essentiell ist. Durch Komplementationsanalysen in E. coli konnte gezeigt werden, dass H. pylori-CorA neben Magnesium auch Nickel, Kobalt und in geringen Mengen Eisen transportieren kann. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor von H. pylori, die Urease, ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung von CorA-Funktionen in der Nickel-Homöostase von besonderer Relevanz. Der CorA-vermittelte Transport von Nickel scheint für H. pylori aber von untergeordneter Bedeutung zu sein, da Urease-Aktivität und -Expression in Elternstamm und corA-Mutanten keine signifikanten Unterschiede aufwiesen. Die Ergebnisse von Regula-tionsanalysen deuten darauf hin, dass die Expression des CorA-Proteins in H. pylori durch Magnesium induziert wird. Des weiteren zeigten die Resultate von Inhibitionsstudien, dass Kation-Hexaamine, effektive Inhibitoren des CorA-Proteins von Enterobakterien, vermutlich auch den durch H. pylori-CorA vermittelten Ionentransport blockieren können. Auf der Basis dieser Ergebnisse kann postuliert werden, dass der CorA-vermittelte Magnesiumtransport für H. pylori essentiell ist und daher als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer H. pylori-spezifischer Medikamente geeignet sein könnte. <br>Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und durch Komplementation in E. coli zeigte, dass auch NccB für H. pylori als Nickel-, Kobalt- und Eisen-Transport-System zu fungieren scheint. Dies wurde durch Bestimmungen der Urease-Aktivität in H. pylori bestätigt. Die nccB-Mutante wies hierbei eine deutlich reduzierte Urease-Aktivität auf. Daher könnte NccB grundlegende Funktionen in der Nickel-Homöostase übernehmen. Schließlich zeigten Komplementations-analysen in E. coli, dass auch das CzcA-Protein von H. pylori Ionentransportfunktionen übernimmt und offenbar Nickel, Magnesium und Eisen über die Zytoplasmamembran transferiert.","abstract_html":"Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht die chronisch aktive Gastritis vom Typ B und die peptische Ulkuskrankheit. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metall-ionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und stellt damit einen Angriffspunkt für die Entwicklung alternativer Therapeutika dar. 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Schließlich zeigten Komplementations-analysen in E. coli, dass auch das CzcA-Protein von H. pylori Ionentransportfunktionen übernimmt und offenbar Nickel, Magnesium und Eisen über die Zytoplasmamembran transferiert.","The gram-negative bacterium Helicobacter pylori colonizes the mukosa of the human stomach and is the leading cause for the development of chronic gastritis, peptic ulcer desease and gastric adenocarcinoma and lymphoma. For the adaptation to the conditions predominant in the gastric environment the metal-ion homeostasis is of substantial importance for H. pylori and could be a target for the development of new H. pylori-specific drugs. <br>In this work, the functions of the magnesium-uptake-system CorA and of the putative metal-transport-proteins NccB and CzcA of H. pylori were characterized for the first time and their role in the maintenance of ion homeostasis and metabolic functions werde analyzed. <br>We show here that magnesium acquisition by CorA is essential for Helicobacter pylori in vitro, as corA mutants did not grow in media without magnesium supplementation. Complementation analysis performed with an Escherichia coli corA mutant revealed that H. pylori CorA transports nickel and cobalt in addition to magnesium. However, magnesium is the dominant CorA substrate, as the corA mutation affected neither cobalt and nickel resistance nor nickel induction of urease in H. pylori. The drastic magnesium requirement (20 mM) of H. pylori corA mutants indicates that CorA plays a key role in the adaption to the low-magnesium conditions predominant in the gastric environment and could be used as a target for the development of new H. pylori-specific drugs. <br>The characterization of the putative metal-transport-protein NccB by mutation in H. pylori and by complementation analysis in E. coli revealed that NccB plays a role as a nickel-, cobalt- and iron-transport-system for H. pylori. This was underlined by studies of urease activity in H. pylori. As mutation of NccB leads to an extreme reduction of urease activity, NccB might play a key role in the regulation of nickel homeostasis. Finally, complementation analysis in E. coli showed that also the CzcA-protein of H. pylori seems to be involved in ion-transport by transferring nickel, magnesium and ion through the cytoplasmic membrane."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Funktionelle Charakterisierung der Ionentransportproteine CorA, NccB und CzcA von Helicobacter pylori","Characterization of metal transport functions mediated by the membrane proteins CorA, NccB and CzcA of Helicobacter pylori"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Bereswill, Stefan"],"dc:creator":["Pfeiffer, Jens"],"dc:description.abstract":["Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht die chronisch aktive Gastritis vom Typ B und die peptische Ulkuskrankheit. 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Der CorA-vermittelte Transport von Nickel scheint für H. pylori aber von untergeordneter Bedeutung zu sein, da Urease-Aktivität und -Expression in Elternstamm und corA-Mutanten keine signifikanten Unterschiede aufwiesen. Die Ergebnisse von Regula-tionsanalysen deuten darauf hin, dass die Expression des CorA-Proteins in H. pylori durch Magnesium induziert wird. Des weiteren zeigten die Resultate von Inhibitionsstudien, dass Kation-Hexaamine, effektive Inhibitoren des CorA-Proteins von Enterobakterien, vermutlich auch den durch H. pylori-CorA vermittelten Ionentransport blockieren können. Auf der Basis dieser Ergebnisse kann postuliert werden, dass der CorA-vermittelte Magnesiumtransport für H. pylori essentiell ist und daher als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer H. pylori-spezifischer Medikamente geeignet sein könnte. <br>Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und durch Komplementation in E. coli zeigte, dass auch NccB für H. pylori als Nickel-, Kobalt- und Eisen-Transport-System zu fungieren scheint. Dies wurde durch Bestimmungen der Urease-Aktivität in H. pylori bestätigt. Die nccB-Mutante wies hierbei eine deutlich reduzierte Urease-Aktivität auf. Daher könnte NccB grundlegende Funktionen in der Nickel-Homöostase übernehmen. 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