Funktionelle Charakterisierung der putativen Ionentransportproteine HP0971, NccB und CzcA1 von Helicobacter pylori

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.

Author dc:creator

• Wilrich, Julia

Contributors dc:contributor

• Bereswill, Stefan

• Metallstoffwechsel, Ionentransport, Ionentransportprotein, Metalltransport, CzcA, Magenkarzinom, Gastritis, Gastroduodenales Ulkus, MALT-Lymphom,
• ion homeostasis, metal ion transport,

Repository record source_url

https://freidok.uni-freiburg.de/data/1801

OAI identifier oai:identifier

oai:freidok.uni-freiburg.de:1801