{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:1801"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:1801","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Funktionelle Charakterisierung der putativen Ionentransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von Helicobacter pylori","abstract":"Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht Erkrankungen des Magens und des Duodenums, die von der chronischen Gastritis über die gastroduodenale Ulkuskrankheit bis zum Magenkarzinom reichen können. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metallionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und könnte damit als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen das Bakterium in der Zukunft an Bedeutung gewinnen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Funktionen der putativen Metalltransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. Dazu wurden HP0971-, nccB- und czcA1-defiziente Mutanten im H. pylori-Stamm 1061 mit Hilfe der Allel-Austausch-Mutagenese hergestellt und ihre Metallresistenz in Wachstumsexperimenten charakterisiert. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor Urease ein von H. pylori ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung der Nickel-Homöostase und der Ureaseaktivität von besonderer Relevanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die HP0971-Mutante eine erhöhte Sensibilität gegenüber Nickel, Eisen, Zink, Cadmium und Bismut aufweist. Die Ureaseaktivität der HP0971 - Mutante unterscheidet sich jedoch trotz deutlich erhöhter Nickelsensibilität nicht vom Elternstamm. Allerdings konnte für rekombinant in Escherichia coli hergestelltes HP0971-Protein in einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Versuch zur Bestimmung der Metallaffinität von Proteinen eine Affinität zu Nickel nachgewiesen werden. Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und nachfolgende Resistenzbestimmung zeigte, dass auch NccB am Transport von Cadmium, Kobalt, Bismut und Eisen beteiligt ist. Bindungsstudien mit rekombinant hergestelltem NccB-Protein ergaben, dass NccB in vitro an Kobalt, Cadmium, Zink und Bismut binden kann. Die Analyse der Metallresistenz der czcA1-negativen Mutante zeigte, dass CzcA1 in H. pylori einen ähnlichen Einfluß wie NccB auf den Metallstoffwechsel hat. Die Mutante erwies sich ebenfalls als resistenter gegen Eisen und Bismut und sensibler gegen Cadmium. <br>Zusammenfassend betrachtet zeigen die Ergebnisse, dass das CzcA1-System im H. pylori-Stamm 1061 nicht nur wie in anderen Bakterien ein Metallresistenz vermittelndes Effluxsystem zu sein scheint, sondern auch Funktionen als Eintransporter insbesondere für Eisen übernehmen kann. Während für NccB und CzcA1 synergistische Funktionen angenommen werden können, erscheint HP0971 eher als universelles Metall-Austransportprotein und fungiert nur bedingt als spezifische Komponenete des CzcA1-Systems.","abstract_html":"Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht Erkrankungen des Magens und des Duodenums, die von der chronischen Gastritis über die gastroduodenale Ulkuskrankheit bis zum Magenkarzinom reichen können. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metallionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und könnte damit als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen das Bakterium in der Zukunft an Bedeutung gewinnen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Funktionen der putativen Metalltransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. Dazu wurden HP0971-, nccB- und czcA1-defiziente Mutanten im H. pylori-Stamm 1061 mit Hilfe der Allel-Austausch-Mutagenese hergestellt und ihre Metallresistenz in Wachstumsexperimenten charakterisiert. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor Urease ein von H. pylori ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung der Nickel-Homöostase und der Ureaseaktivität von besonderer Relevanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die HP0971-Mutante eine erhöhte Sensibilität gegenüber Nickel, Eisen, Zink, Cadmium und Bismut aufweist. Die Ureaseaktivität der HP0971 - Mutante unterscheidet sich jedoch trotz deutlich erhöhter Nickelsensibilität nicht vom Elternstamm. Allerdings konnte für rekombinant in Escherichia coli hergestelltes HP0971-Protein in einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Versuch zur Bestimmung der Metallaffinität von Proteinen eine Affinität zu Nickel nachgewiesen werden. Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und nachfolgende Resistenzbestimmung zeigte, dass auch NccB am Transport von Cadmium, Kobalt, Bismut und Eisen beteiligt ist. Bindungsstudien mit rekombinant hergestelltem NccB-Protein ergaben, dass NccB in vitro an Kobalt, Cadmium, Zink und Bismut binden kann. Die Analyse der Metallresistenz der czcA1-negativen Mutante zeigte, dass CzcA1 in H. pylori einen ähnlichen Einfluß wie NccB auf den Metallstoffwechsel hat. Die Mutante erwies sich ebenfalls als resistenter gegen Eisen und Bismut und sensibler gegen Cadmium. &lt;br&gt;Zusammenfassend betrachtet zeigen die Ergebnisse, dass das CzcA1-System im H. pylori-Stamm 1061 nicht nur wie in anderen Bakterien ein Metallresistenz vermittelndes Effluxsystem zu sein scheint, sondern auch Funktionen als Eintransporter insbesondere für Eisen übernehmen kann. Während für NccB und CzcA1 synergistische Funktionen angenommen werden können, erscheint HP0971 eher als universelles Metall-Austransportprotein und fungiert nur bedingt als spezifische Komponenete des CzcA1-Systems.","abstract_has_math":false,"creators":["Wilrich, Julia"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":["Bereswill, Stefan"],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":null,"date_issued":"","date_published":null,"updated_at":"2026-07-24T02:22:28Z","subjects":["Metallstoffwechsel, Ionentransport, Ionentransportprotein, Metalltransport, CzcA, Magenkarzinom, Gastritis, Gastroduodenales Ulkus, MALT-Lymphom,","ion homeostasis, metal ion transport,"],"languages":[],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[]},"links":{"outbound_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/data/1801","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"source_url"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:contributor","label":"Contributor","values":["Bereswill, Stefan"]},{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["Wilrich, Julia"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["DoctoralThesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Metallstoffwechsel, Ionentransport, Ionentransportprotein, Metalltransport, CzcA, Magenkarzinom, Gastritis, Gastroduodenales Ulkus, MALT-Lymphom,","ion homeostasis, metal ion transport,"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description.abstract","label":"Abstract","values":["Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht Erkrankungen des Magens und des Duodenums, die von der chronischen Gastritis über die gastroduodenale Ulkuskrankheit bis zum Magenkarzinom reichen können. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metallionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und könnte damit als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen das Bakterium in der Zukunft an Bedeutung gewinnen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Funktionen der putativen Metalltransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. Dazu wurden HP0971-, nccB- und czcA1-defiziente Mutanten im H. pylori-Stamm 1061 mit Hilfe der Allel-Austausch-Mutagenese hergestellt und ihre Metallresistenz in Wachstumsexperimenten charakterisiert. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor Urease ein von H. pylori ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung der Nickel-Homöostase und der Ureaseaktivität von besonderer Relevanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die HP0971-Mutante eine erhöhte Sensibilität gegenüber Nickel, Eisen, Zink, Cadmium und Bismut aufweist. Die Ureaseaktivität der HP0971 - Mutante unterscheidet sich jedoch trotz deutlich erhöhter Nickelsensibilität nicht vom Elternstamm. Allerdings konnte für rekombinant in Escherichia coli hergestelltes HP0971-Protein in einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Versuch zur Bestimmung der Metallaffinität von Proteinen eine Affinität zu Nickel nachgewiesen werden. Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und nachfolgende Resistenzbestimmung zeigte, dass auch NccB am Transport von Cadmium, Kobalt, Bismut und Eisen beteiligt ist. Bindungsstudien mit rekombinant hergestelltem NccB-Protein ergaben, dass NccB in vitro an Kobalt, Cadmium, Zink und Bismut binden kann. Die Analyse der Metallresistenz der czcA1-negativen Mutante zeigte, dass CzcA1 in H. pylori einen ähnlichen Einfluß wie NccB auf den Metallstoffwechsel hat. Die Mutante erwies sich ebenfalls als resistenter gegen Eisen und Bismut und sensibler gegen Cadmium. <br>Zusammenfassend betrachtet zeigen die Ergebnisse, dass das CzcA1-System im H. pylori-Stamm 1061 nicht nur wie in anderen Bakterien ein Metallresistenz vermittelndes Effluxsystem zu sein scheint, sondern auch Funktionen als Eintransporter insbesondere für Eisen übernehmen kann. Während für NccB und CzcA1 synergistische Funktionen angenommen werden können, erscheint HP0971 eher als universelles Metall-Austransportprotein und fungiert nur bedingt als spezifische Komponenete des CzcA1-Systems.","The gram-negative bacterium Helicobacter pylori colonizes the human gastric mucosa and causes diseases like chronic gastritis, gastroduodenal ulcer disease and gastric cancer. H. pylori's most important pathogenicity factor is the urease enzyme which uses nickel as a cofactor. Thus, the bacterial metal ion homeostasis plays an important role in the adaptation to the gastric niche and could serve as a target for the development of novel treatment strategies. It was the aim of this study to characterize the putative H. pylori metal ion transport proteins HP0971, NccB and CzcA1 in detail and to determine their possible contributions to metal ion homeostasis. Therefore, HP0971-, NccB- and CzcA1-deficient mutants of the H. pylori strain 1061 were constructed by allele-exchange-mutagenesis and were further analyzed. The examination of urease activity and metal resistance revealed that the HP0971-deficient mutant is more sensitive to nickel, iron, zinc, cadmium and bismuth. However, its urease activity did not differ from the parental strain despite of the increased nickel sensitivity. For analysis of possible metal binding properties, recombinant versions of the H. pylori HP0971 and NccB proteins were produced in Escherichia coli. Results from an in-vitro binding assay revealed that the HP0971 displays affinity to nickel and NccB has binding capacities for cobalt, cadmium, zinc and bismuth. The analysis of metal resistance in the NccB- and CzcA1-deficient mutants revealed increased sensitivity to cobalt, cadmium, zinc and bismuth. In conclusion, these results indicate that the HP0971-, NccB- and CzcA1 proteins form parts of a novel H. pylori metal export system, which does significantly contribute to metal ion homeostasis in the gastric pathogen."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Funktionelle Charakterisierung der putativen Ionentransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von Helicobacter pylori","Functional characterization of the putative ion transport proteins Hp0971, NccB and CzcA1 of Helicobacter pylori"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Bereswill, Stefan"],"dc:creator":["Wilrich, Julia"],"dc:description.abstract":["Das gram-negative Bakterium Helicobacter pylori besiedelt die Magenschleimhaut des Menschen und verursacht Erkrankungen des Magens und des Duodenums, die von der chronischen Gastritis über die gastroduodenale Ulkuskrankheit bis zum Magenkarzinom reichen können. Für die Adaptation an das Habitat Magen ist die bakterielle Metallionenhomöostase von grundlegender Bedeutung und könnte damit als Angriffspunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe gegen das Bakterium in der Zukunft an Bedeutung gewinnen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden erstmals Funktionen der putativen Metalltransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von H. pylori charakterisiert und deren Beitrag zur Aufrechterhaltung der Ionenhomöostase analysiert. Dazu wurden HP0971-, nccB- und czcA1-defiziente Mutanten im H. pylori-Stamm 1061 mit Hilfe der Allel-Austausch-Mutagenese hergestellt und ihre Metallresistenz in Wachstumsexperimenten charakterisiert. Da der wichtigste Pathogenitätsfaktor Urease ein von H. pylori ein Nickel-abhängiges Enzym ist, war die Untersuchung der Nickel-Homöostase und der Ureaseaktivität von besonderer Relevanz. Die Ergebnisse zeigen, dass die HP0971-Mutante eine erhöhte Sensibilität gegenüber Nickel, Eisen, Zink, Cadmium und Bismut aufweist. Die Ureaseaktivität der HP0971 - Mutante unterscheidet sich jedoch trotz deutlich erhöhter Nickelsensibilität nicht vom Elternstamm. Allerdings konnte für rekombinant in Escherichia coli hergestelltes HP0971-Protein in einem im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Versuch zur Bestimmung der Metallaffinität von Proteinen eine Affinität zu Nickel nachgewiesen werden. Die funktionelle Charakterisierung des putativen Metalltransportproteins NccB durch Mutationsanalyse in H. pylori und nachfolgende Resistenzbestimmung zeigte, dass auch NccB am Transport von Cadmium, Kobalt, Bismut und Eisen beteiligt ist. Bindungsstudien mit rekombinant hergestelltem NccB-Protein ergaben, dass NccB in vitro an Kobalt, Cadmium, Zink und Bismut binden kann. Die Analyse der Metallresistenz der czcA1-negativen Mutante zeigte, dass CzcA1 in H. pylori einen ähnlichen Einfluß wie NccB auf den Metallstoffwechsel hat. Die Mutante erwies sich ebenfalls als resistenter gegen Eisen und Bismut und sensibler gegen Cadmium. <br>Zusammenfassend betrachtet zeigen die Ergebnisse, dass das CzcA1-System im H. pylori-Stamm 1061 nicht nur wie in anderen Bakterien ein Metallresistenz vermittelndes Effluxsystem zu sein scheint, sondern auch Funktionen als Eintransporter insbesondere für Eisen übernehmen kann. Während für NccB und CzcA1 synergistische Funktionen angenommen werden können, erscheint HP0971 eher als universelles Metall-Austransportprotein und fungiert nur bedingt als spezifische Komponenete des CzcA1-Systems.","The gram-negative bacterium Helicobacter pylori colonizes the human gastric mucosa and causes diseases like chronic gastritis, gastroduodenal ulcer disease and gastric cancer. H. pylori's most important pathogenicity factor is the urease enzyme which uses nickel as a cofactor. Thus, the bacterial metal ion homeostasis plays an important role in the adaptation to the gastric niche and could serve as a target for the development of novel treatment strategies. It was the aim of this study to characterize the putative H. pylori metal ion transport proteins HP0971, NccB and CzcA1 in detail and to determine their possible contributions to metal ion homeostasis. Therefore, HP0971-, NccB- and CzcA1-deficient mutants of the H. pylori strain 1061 were constructed by allele-exchange-mutagenesis and were further analyzed. The examination of urease activity and metal resistance revealed that the HP0971-deficient mutant is more sensitive to nickel, iron, zinc, cadmium and bismuth. However, its urease activity did not differ from the parental strain despite of the increased nickel sensitivity. For analysis of possible metal binding properties, recombinant versions of the H. pylori HP0971 and NccB proteins were produced in Escherichia coli. Results from an in-vitro binding assay revealed that the HP0971 displays affinity to nickel and NccB has binding capacities for cobalt, cadmium, zinc and bismuth. The analysis of metal resistance in the NccB- and CzcA1-deficient mutants revealed increased sensitivity to cobalt, cadmium, zinc and bismuth. In conclusion, these results indicate that the HP0971-, NccB- and CzcA1 proteins form parts of a novel H. pylori metal export system, which does significantly contribute to metal ion homeostasis in the gastric pathogen."],"dc:format.medium":["application/pdf"],"dc:subject":["Metallstoffwechsel, Ionentransport, Ionentransportprotein, Metalltransport, CzcA, Magenkarzinom, Gastritis, Gastroduodenales Ulkus, MALT-Lymphom,","ion homeostasis, metal ion transport,"],"dc:title":["Funktionelle Charakterisierung der putativen Ionentransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von Helicobacter pylori","Functional characterization of the putative ion transport proteins Hp0971, NccB and CzcA1 of Helicobacter pylori"],"dc:type":["DoctoralThesis"]},"updated_at":"2026-07-24T02:22:28Z"}