Julia-Maria Seeßelberg

• Vor dem Hintergrund einer höchst diffusen Umgebung in Ozeanen spielt die Saccharidaufnahme und -verwertung eine entscheidende Rolle als Energiequelle in marinen Bacteroideten. Die Substratspezifität ihrer zuckerverwertenden Proteine ist jedoch weitesgehend unerforscht und scheint bei verschiedenen saccharid-verwertenden Systemen (engl.: saccharide uptake system, Sus) stark unterschiedlich zu sein. Im Rahmen dieser Arbeit untersuchten wir die Ligandenpräferenz ausgewählter Bindeproteine mariner Bacteroideten, um Schlussfolgerungen auf die Substratspezifität und Anpassungen an verschiedenartige Saccharide aus Algen zu ziehen. Mithilfe von Affinitätsgelelektrophorese (engl.: affinity gel electrophoresis, AGE) und Mikroskaliger Thermophorese (engl: microscale thermophoresis, MST) konnte gezeigt werden, dass sogenannte SusDähnliche Proteine aus verschiedenen Typen von Polysaccharidverwertungsloci (engl: polysaccharide utilization loci, PUL) unterschiedliche Spezifitäten gegenüber poly- und oligomeren Laminarinen besitzen. Zusätzliche Mutagenesestudien konnten Spezifitäten von GMSusD gegenüber bestimmten Polysacchariden auf Schlüsselreste zurückführen. Zuvor wurden verschiedene Analysemethoden für diese peripheren Membranproteine und Expressionsansätze ihrer Gene getestet und optimiert. Darüber hinaus wurden vermutlich xylan-bindende SusD-ähnliche Proteine zweier PULs aus Flavimarina sp. untersucht.
• Knowing that oceans display a highly diffusive environment, saccharide uptake and processing as a source of energy plays a crucial role for marine Bacteroidetes. However, the specificity of their sugar processing proteins is largely unexplored and seems to be highly diverse among distinct saccharide uptake systems (Sus). In this work, we investigated the ligand preference of selected binding proteins to shed light on substrate specificity and help to understand adaptions towards distinct algal sugars. Using affinity gel electrophoresis (AGE) and microscale thermophoresis (MST), we found that so-called SusD-like proteins from distinct types of polysaccharide utilization loci (PUL) have different specificities towards poly- and oligomeric laminarins. Furthermore, mutagenesis studies attributed specificities of GMSusD towards distinct polysaccharides to key residues. Moreover, we optimized different methods to express genes encoding these peripheral membrane proteins and analyse their binding specificity. In addition, putative xylan-binding SusD-like proteins encoded in two distinct Flavimarina sp. PULs were investigated.