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A new factor in the regulation of polar flagellum synthesis in Vibrio parahaemolyticus
Um die inneren Funktionsweisen lebenden Zellen zu verstehen, muss man die Organisation ihrer Bestandteile und die Art und Weise, wie diese Organisation zustande kommt, untersuchen. Die bakterielle Geißel ist ein Beispiel für eine solche Organisation, da ihre Position im Zellkörper sorgfältig regulie...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2023
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Um die inneren Funktionsweisen lebenden Zellen zu verstehen, muss man die Organisation ihrer Bestandteile und die Art und Weise, wie diese Organisation zustande kommt, untersuchen. Die bakterielle Geißel ist ein Beispiel für eine solche Organisation, da ihre Position im Zellkörper sorgfältig reguliert wird. In der Natur gibt es viele Geißelungsmuster, was auf die Vielfalt der Mechanismen hinweist, die Bakterien zu ihrer Regulierung nutzen. Die GTPase FlhF und die MinD-ähnliche ATPase FlhG haben sich herausgebildet, um die Position und Anzahl der Geißeln in vielen Arten mit unterschiedlichen Geißelungsmustern zu regulieren. Bei γ-Proteobakterien, die dieses System nutzen, befinden sich die Geißeln am Zellpol, und ihre Produktion ist an den Zellzyklus gebunden, um sicherzustellen, dass die Tochterzellen nur an einem Pol gegeißelt werden.
Hier stellen wir Vibrio parahaemolyticus als Modell vor, um die räumlich-zeitliche Regulierung der Flagellensynthese zu untersuchen. Wir zeigen, dass FlhF und FlhG in ähnlicher Weise funktionieren wie bei anderen γ-Proteobakterien, obwohl FlhF für die Geißelbildung unbedingt erforderlich ist. Wir zeigen auch, dass das wichtigste polare Landmarkenprotein HubP eine Rolle bei der Regulierung der Lokalisierung von FlhG, aber nicht von FlhF spielt. Darüber hinaus beschreiben wir ein neues Protein namens FipA als Interaktionspartner von FlhF.
Wir zeigen, dass der Phänotyp einer Deletion von FipA dem einer Deletion von FlhF sehr ähnlich ist: beide sind erforderlich, um den Aufbau des Flagellums zu beginnen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass FipA und FlhF direkt interagieren, dass diese Interaktion aufgrund von bestimmten Aminosäuren in der Domäne mit unbekannter Funktion von FipA möglich ist und dass diese Interaktion für die Rekrutierung von FlhF am Zellpol verantwortlich ist. Tatsächlich zeigen wir, dass FipA und HubP zusammenwirken, um FlhF an den Zellpol zu rekrutieren. FipA ist unter den γ-Proteobakterien, die FlhFG verwenden, konserviert, und wir konnten zeigen, dass seine Funktion auch in Pseudomonas putida konserviert ist.
Schließlich haben wir ein heterologes System verwendet, um zu zeigen, dass FipA für die Verankerung von FlhF an der Membran verantwortlich ist. Wir konnten auch Rückstände in FlhF identifizieren, die für die Interaktion notwendig sind, was darauf hindeutet, dass FipA hauptsächlich an die monomere, GDP-gebundene Form von FlhF bindet. Diese Hypothese wird auch durch In-vitro-Interaktionsstudien gestützt, die nahelegen, dass GTP die Interaktion zwischen FlhF und FipA hemmt.
Insgesamt stellt diese Arbeit ein neues Element im Puzzle der raum-zeitlichen Regulierung der Geißeln dar, und wir schlagen ein Modell vor, das unsere neuen Erkenntnisse mit dem verbindet, was bereits über dieses System in γ-Proteobakterien bekannt ist. |
|---|---|
| Umfang: | 108 Seiten |
| DOI: | 10.17192/z2023.0105 |