PT Unknown
AU Bitzhenner, M
TI Die molekulare Basis des antimikrobiellen Systems von Dictyostelium discoideum
PY 2013
PU Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
WP https://macau.uni-kiel.de/receive/diss_mods_00012220
LA de
DE Antimikrobielle Peptide; Dictyostelium discoideum; antimicrobial peptides
AB Die soziale Amöbe Dictyostelium discoideum lebt als ursprünglicher Phagozyt im Waldboden, wo sie sich von Bakterien ernährt. Bei Nahrungsknappheit aggregieren die Amöben und durchlaufen einen Entwicklungszyklus, an dessen Ende ein Fruchtkörper mit Dauerstadien steht. Das einzige bisher charakterisierte antimikrobielle Effektormolekül ist das Amöbenlysozym AlyA (Müller et al., 2005). Im Genom der Amöbe sind jedoch 33 Amoebapore-like peptides (Apls) mit jeweils einer SAPLIP-Domäne und 14 Lysozyme kodiert, die beim Abtöten der internalisierten Bakterien beteiligt sein können.
In dieser Arbeit wurden weitere antimikrobielle Proteine untersucht. Die Lysozyme DdLysEh1 – 3 und Apl B2 wurden als Protein in axenisch kultivierten Amöben nachgewiesen. Offenbar ist dazu Apl B2 proteolytisch aus einem Vorläuferprotein mit mehreren SAPLIP-Domänen herausgeschnitten worden. Des Weiteren wurden das Lysozym AlyC und die Apls E1, E2 und D in Dictyostelium-slugs, einem mobilen Stadium im Entwicklungszyklus, identifiziert. Für eine funktionale Analyse der Apls wurden die anionischen Proteine Apl B2 und Apl D rekombinant in einem prokaryotischen System hergestellt und gereinigt. Für rApl D wurde die Sekundärstruktur untersucht und die Tertiärstruktur modelliert. Das Protein wies mit 78,7 % hohe Anteile an α-helikalen Strukturelementen auf. Die modellierte Tertiärstruktur ähnelte der Struktur von Saposin A und zeigte die für SAPLIP-Proteine charakteristische Faltung eines globulären Proteins mit vier α-Helices und drei intramolekularen Disulfidbrücken.
Die Proteine rApl B2 und rApl D zeigten im Mikrosuszeptibilitätstest keine antimikrobielle Aktivität gegen Escherichia coli oder Bacillus megaterium, wobei die maximal eingesetzte Proteinkonzentration für rApl B2 bei 5 μM und rApl D bei 50 μM lag. Allerdings permeabilisierten beide Proteine die Membran der gram-positiven B. megaterium-Bakterien bei leicht azidischen pH-Werten. Die Membranen der gram-negativen Bakterien E. coli und verschiedener Klebsiella pneumoniae-Stämme sowie der Hefe Saccharomyces cerevisiae und D. discoideum selbst wurden nicht permeabilisiert. Beide Proteine zeigten bei niedrigen pH-Werten eindeutige porenbildende Aktivität gegen Liposomen, wobei die Aktivität von rApl D an eine korrekte Faltung geknüpft war.
Damit sind die beiden Proteine rApl B2 und rApl D neben dem Lysozym AlyA die einzigen in Dictyostelium discoideum charakterisierten antimikrobiellen Effektormoleküle und führen zu einem besseren Verständnis der intrazellulären Vorgänge beim Abtöten internalisierter Mikroorganismen.
PI Kiel
ER