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The Myxococcus xanthus Red two-component signal transduction system: a novel “four component” signaling mechanism
Zweikomponentensysteme werden als Signalverarbeitungsmodule in Bakterien oft verwendet, um Veränderungen in der Umwelt zu detektieren und angemessen darauf zu reagieren. Im komplexen, durch Nährstoffmangel induzierten Entwicklungszyklus von Myxococcus xanthus spielen Zweikomponentensysteme eine...
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2008
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | Zweikomponentensysteme werden als Signalverarbeitungsmodule in Bakterien
oft verwendet, um Veränderungen in der Umwelt zu detektieren und
angemessen darauf zu reagieren. Im komplexen, durch Nährstoffmangel
induzierten Entwicklungszyklus von Myxococcus xanthus spielen
Zweikomponentensysteme eine wichtige Rolle. Hierbei sammeln sich die
beweglichen Zellen zunächst an einem Ort an, differenzieren innerhalb dieser
Ansammlungen zu Sporen und bilden vielzellige Strukturen, die Fruchtkörper
genannt werden. Es ist bekannt, dass die Proteine RedC, RedD, RedE und
RedF den Entwicklungszyklus beeinflussen, und man nimmt an, dass diese
Proteine ein ungewöhnliches Zweikomponentensystem bilden, das aus zwei
Histidin-Kinase-homologen Komponenten (RedC und RedE) und zwei
Regulator-homologen Komponenten (RedD und RedF) besteht (Higgs et al.,
2005).
Um den Signalfluss in diesem ungewöhnlichen Zweikomponentensystem zu
entschlüsseln, wurden genetische und biochemische Methoden angewandt. Die
Analyse von in-frame-Deletionsmutanten und nicht-funktionaler Punktmutanten
für jedes einzelne Gen ergab, dass phosphoryliertes RedF und die Histidin-
Kinase-Aktivität von RedC notwendig sind, um den Entwicklungszyklus zu
blockieren, während RedE und RedD erforderlich sind, um den Fortgang des
Entwicklungsprogramms zu induzieren. Genetische Epistase-Experimente
ergaben, dass RedE spezifisch der Funktion von RedF entgegenwirkt und dass
RedD im Entwicklungsprogramm RedE vorgeschaltet ist. Biochemische
Analysen zeigen, dass RedC leicht autophosphoryliert und die
Phosphorylgruppe auf RedD übertragen werden kann. Interessanterweise
scheint RedE keine Autophosphorylierungsaktivität zu besitzen, sondern von
RedD phosphoryliert zu werden. Darüber hinaus wirkt RedE auch als
Phosphatase von RedF.
Zusammengenommen ergeben die vorliegenden Daten ein Modell für ein
kompliziertes Signalübertragungssystem, in dem RedC wahrscheinlich als
Kinase von RedF wirkt und dadurch den Entwicklungszyklus blockiert. Die
Repression wird aufgehoben, wenn RedC, als Antwort auf ein noch nichtidentifiziertes Signal, RedD phosphoryliert, das dann die Phosphorylgruppe
weiter auf RedE überträgt. Die Phosphorylierung von RedE ermöglicht es RedE,
RedF zu dephsphorylieren. Die vorliegende Arbeit beschreibt somit ein
neuartiges „Vierkomponenten“-Signaltransduktionsmodell innerhalb der
Zweikomponenten-Signaltransduktionsfamilie. |
|---|---|
| Physical Description: | 105 Pages |
| DOI: | 10.17192/z2009.0099 |