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Teichonsäuren (TA) sind ein wesentlicher Bestandteil von Gram-positiven Bakterien und damit auch der Zellwand von Streptococcus pneumoniae. Die Glykopolymere werden in Peptidoglykan-verbundene Wandteichonsäuren (WTA) und Glykolipid-verbundene Lipoteichonsäuren (LTA) unterschieden. Anders als in anderen Gram-positiven Spezies weisen WTA und LTA von S. pneumoniae einen gemeinsamen zytoplasmatischen Biosyntheseweg auf, der in einer identischen Struktur beider Glykopolymere resultiert. Erst der finale Transfer der TA-Ketten an das Peptidoglykan oder den Glykolipid-Anker unterscheidet sich im Biosyntheseweg.
In der vorliegenden Arbeit wurde SPD_1672 von Stamm S. pneumoniae D39 (TIGR4: SP_1893) als putative Lipoteichonsäure Ligase (Teichoic acid Ligase = TacL) identifiziert. In experimentellen Maus-Infektionsmodellen der akuten Pneumonie und systemischen Infektion zeigte die tacL-Mutante eine verringerte Virulenz und in in vitro Zellkultur-basierten Infektionsanalysen eine abgeschwächte Adhäsion an Lungenepithelzellen. Obwohl die TacL-Defizienz einen signifikanten pathophysiologischen Einfluss in vivo zeigte, konnte bei in vitro Wachstumsanalysen in einem Komplexmedium sowie in chemisch definiertem Medium nur ein sehr geringer Effekt auf die Wachstumsrate gemessen werden. Die Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie (FESEM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) Aufnahmen zur Untersuchung der bakteriellen Morphologie sowie die Analyse der durchflusszytometrischen Bestimmungen des Kapselgehalts der tacL-Mutante zeigten, dass die Bakterienmorphologie mit dem typischen Erscheinungsbild als Diplokokken unbeeinflusst waren. Das an die TAs substituierte Phosphorylcholin (P-Cho) dient als Anker für sogenannte Cholin-Bindungproteine (CBP), die wiederum unter anderem eine Rolle in der Autolyse, Kompetenz und Virulenz von S. pneumoniae spielen. Unter Verwendung polyklonaler Antikörper gegen verschiedener CBPs wurde lediglich bei PspC, Pce und CbpJ eine veränderte Menge festgestellt, wohingegen bei PspA, CbpL, LytA und CbpG kein Unterschied in der Abundanz auf der Bakterienoberfläche in der tacL-Mutante im Vergleich zum isogenen Wildtyp gemessen werden konnte. Darüber hinaus gelang es im Rahmen dieser Arbeit weitere Deletionsmutanten in Genen zu generieren, die für Proteine kodieren, denen eine hypothetische Rolle in der Teichonsäurebiosynthese zugewiesen wird und deren Funktionen in einer nachfolgenden Arbeit charakterisiert werden sollte.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte Ligase zu Assemblierung der LTA in S. pneumoniae identifiziert werden. Die beeinträchtigte Virulenz der tacL-Mutante im in vivo Maus-Infektionsmodell macht TacL zu einem potentiellen Ziel für antimikrobielle Substanzen.