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Gewählte Dissertation:

Fiona Franziska Hager (2020): TOWARDS THE BIOSYNTHESIS OF A BACTERIAL PYRUVYLATED CELL WALL GLYCOPOLYMER.
Dissertation - Institut für Biologisch inspirierte Materialien, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 222. UB BOKU obvsg

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
Viele Bakterien aus fast allen Phyla sind mit einer zweidimensionalen kristallinen Schicht, aufgebaut aus sich selbst organisierenden (Glyko-)Proteinen, der Zelloberflächen-(S)-Schicht, bedeckt. In dieser Dissertation wurde Paenibacillus alvei CCM 2051T als Modellorganismus zur Untersuchung eines hochkonservierten Bindungsmechanismus der S-Schichten in Gram-positiven Bakterien verwendet. Dabei dienen die SLH-Domänen als Zellwand-Bindungsmodule für S-Schichtproteine, die mit einem artspezifischen, Peptidoglykan-gebundenen sekundären Zellwandpolymer (SZWP) interagieren. Zur Bindungsinteraktion mit den SLH-Domänen wird das SZWP mit einer essentiellen Pyruvat-Ketalgruppe optimiert, die an jeden der β-N-Acetylmannosamin (β-D-ManpNAc) Reste von bis zu elf [→3)-β-D-ManpNAc-(1→4)-β-D-GlcpNAc-(1→] Disaccharid-Wiederholungen gebunden ist. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zur Biosynthese des pyruvylierten SZWP von P. alvei CCM 2051T. Dabei lag der Fokus auf der funktionellen Charakterisierung der für den Pyruvyltransfer an β-D-ManpNAc verantwortlichen Pyruvyltransferase (CsaB). Um einen Aktivitätsassay für CsaB zu etablieren, wählten wir einen chemo-enzymatischen Weg, der eine lipidgebundene β-D-ManNAc-(1→4)-β-D-GlcNAc-Vorstufe liefert, die anschließend als Akzeptorsubstrat für den Pyruvyltransfer mit Phosphoenolpyruvat als Donor Substrat diente. Die Eignung von lipidgebundenem β-D-ManNAc-(1→4)-β-D-GlcNAc als Akzeptorsubstrat deutet darauf hin, dass die Pyruvylierung an der lipidgebundenen Disaccharid-Wiederholungseinheit stattfindet, gefolgt vom Export über die Cytoplasmamembran. Zur Quantifizierung der Pyruvyltransfer-Reaktion wurde ein Test basierend auf freigesetztem Phosphat entwickelt, der auch für das Aktivitätsscreening von rational produzierten CsaB-Mutanten verwendet wurde. Zu den Mutationen gehörten hochkonservierte Aminosäurereste, die in einer putativen Bindungstasche zwischen den beiden Domänen des CsaB-Proteins liegen. Die Pyruvylierung ist eine weit verbreitete enzymatische Modifikation in verschiedenen Glykokonjugaten. Diese Arbeit bietet eine Grundlage für weitere Forschungen an Pyruvyltransferasen, die einen möglichen antimikrobiellen Angriffspunkt darstelllen.

Betreuer: Schäffer Christina
1. Berater: Kosma Paul
2. Berater: Obinger Christian

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