Aktivierung und Inaktivierung des Cry8C-Toxins von Bacillus thuringiensis japonensis Stamm Buibui im Darmsystem von Engerlingen (Scarabaeidae)

Bacillus thuringiensis japonensis Stamm Buibui (BTJ) zeigt Melolontha melolontha eine geringe Wirkung, während Anomala-Arten und Popillia japonica empfindlich sind. Zur Identifizierung der Ursachen für die unterschiedliche Wirksamkeit, wurde die Darmphysiologie der Larven von P. japonica und M. melolontha untersucht. Ergebnisse: Das Spektrum der Darmproteasen: Im Darmsaft von M. melolontha wurden jeweils 3 trypsin- und elastaseartige Serinproteasen, 1 Aminopeptidase und 2 weitere Metalloproteasen charakterisiert. Hinzu kommt eine membranständige Aminopeptidase. Im Vergleich zu weiteren Scarabaeiden variieren die Anzahl, die Molekularmassen und die Aktivitäten einzelner Proteasen, aber einen qualitativen Unterschied durch weitere Protease-Klassen gibt es nicht. Das Redoxpotential im Darmmilieu: Im Mitteldarm von M. melolontha herrschen weitaus reduzierendere Bedingungen als bei P. japonica. Durch mikrobielle Fermentationsprozesse sinkt der O2-Partialdruck im Zentrum des Mitteldarms im Gegensatz zur Peripherie ab. Durch ein geringeres Oberflächen/Volumen-Verhältnis ist das Redoxpotential bei M. melolontha insgesamt negativer. Dieses Redoxpotential trägt zur Löslichkeit des 130 kDa Protoxins bei. Auch Detergenzien, wie sie im Darmsaft vorkommen, unterstützen die Lösung des Toxins.. Das gelöste Protoxin wird in vitro von einer mit dem Toxinkristall assoziierten sog. endogenen Metalloprotease von BTJ zum aktiven 65 kDa Toxin prozessiert. Aus der Kombination dieser Gegebenheiten und entsprechender in vitro und in vivo Versuche mit dem Cry8C Toxin kann für M. melolontha folgender Resistenzmechanismus abgeleitet (vorgeschlagen) werden: Während beim Cry8C-sensitiven Japankäfer das Toxin nur zu 55 kDa weiter abgebaut wird, erfolgt bei M. melolontha ein Abbau zu Fragmenten <10 kDa, weil es durch die stärker reduzierenden Bedingungen zu einer Entfaltung des Toxins kommt, wodurch zusätzlich interne Schnittstellen freigelegt werden.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2002

Author dc:creator

• Wagner, Wolfgang

Contributors dc:contributor

• Müller, Werner A.

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/2494

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