@phdthesis{Horvat2007,
  author    = {Horvat, Aleksandra},
  title     = {Untersuchungen zur Signalwahrnehmung der Sensorkinase BvgS des BvgAS-Zwei-Komponentensystems aus Bordetella bronchiseptica und Struktur-Funktionsanalyse des Response Regulator-Proteins BvgA aus Bordetella holmesii},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21991},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Histidin-Kinase BvgS des BvgAS-Zwei-Komponentensystems geh{\"o}rt zu den unorthodoxen Histidin-Kinasen, die im Gegensatz zu den klassischen Sensorkinasen durch eine komplexere Dom{\"a}nen-Struktur gekennzeichnet ist. Schon seit l{\"a}ngerem ist bekannt, dass BvgS durch niedrige Temperaturen oder die Anwesenheit von chemischen Substanzen, wie Sulfationen oder Nikotins{\"a}ure inaktiviert wird. Zudem konnte in vitro gezeigt werden, dass die Autophosphorylierungs-Aktivit{\"a}t der BvgS Histidin-Kinase nach Inkubation mit oxidiertem Ubichinon inhibiert wird (Bock \& Gross, 2002). Bislang ist weitgehend unklar, welche Bedeutung die zus{\"a}tzlichen Dom{\"a}nen, wie die periplasmatische-, PAS- bzw. HPt-Dom{\"a}ne f{\"u}r die Signalwahrnehmung besitzen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deshalb nach Erstellung einer B. bronchiseptica spezifischen Genbank mit Hilfe des GAL4-Yeast Two-Hybrid (YTH) Systems nach Interaktionspartnern der einzelnen BvgS-Dom{\"a}nen gesucht. Nach dem Ausschluss von falsch-positiven Klonen und dem Durchlauf entsprechender Kontrollen konnten im YTH-System f{\"u}r die periplasmatische und die PAS-Dom{\"a}ne von BvgS insgesamt vier Interaktionspartner identifiziert werden. F{\"u}r die HPt-Dom{\"a}ne konnte mit Hilfe des YTH-Systems kein m{\"o}glicher Interaktionspartner gefunden werden. Als ein putativer Interaktionspartner der BvgS-PAS-Dom{\"a}ne wurde das BB0602-Protein identifiziert, das ein ATP-Bindeprotein darstellt, welches als Bestandteil eines ABC-Transport-System f{\"u}r den Transport von verzweigten Aminos{\"a}uren verantwortlich gemacht wird. Diese Interaktion konnte mittels eines GST-Pulldownassays best{\"a}tigt werden. Der biochemische Nachweis der {\"u}brigen identifizierten Protein-Interaktionen konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht erbracht werden. Die Ergebnisse des YTH-Screenings deuten darauf hin, dass die Aktivit{\"a}t der BvgS Histidin-Kinase und damit die Virulenzgenexpression durch die An- bzw. Abwesenheit von verzweigten Aminos{\"a}uren beeinflusst werden k{\"o}nnte. Im Rahmen dieser Arbeit konnte die Relevanz der Interaktion zwischen der PAS-Dom{\"a}ne und dem ATP-Bindeprotein BB0602 nicht n{\"a}her charakterisiert werden, so dass in Zukunft unter anderem die Konstruktion einer B. bronschiseptica bb0602-Deletionsmutante geplant ist, um somit m{\"o}gliche Auswirkungen auf die Expression von bvg-abh{\"a}ngigen Genen zu beobachten. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit lag in der Struktur-Funktionsanalyse des Response Regulators BvgA aus B. holmesii (BvgABH). K{\"u}rzlich konnte gezeigt werden, dass trotz der umfangreichen Sequenzkonservierung der BvgA-Proteine aus B. holmesii und B. pertussis, eine B. pertussis bvgA-Mutante nicht durch den bvgA-Lokus aus B. holmesii komplementiert werden konnte (Gerlach et al., 2004). Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein hybrider Response Regulator BvgAfus konstruiert, der aus der Receiver- und Linker-Dom{\"a}ne des BvgABH-Proteins und der Output-Dom{\"a}ne von BvgABP zusammengesetzt ist. Voraussetzung hierf{\"u}r war die Kenntnis der einzelnen Dom{\"a}nengrenzen und die Sequenz des Linker-Bereiches des Response Regulators BvgA aus B. pertussis (BvgABP), welche durch limitierte Proteolyse und massenspektrometrische Methoden identifiziert wurden (Bantscheff et al., 2000). Im Falle des hybriden Proteins konnte im Gegensatz zu BvgABH eine Bindung an BvgABP-abh{\"a}ngige Promotorsequenzen beobachtet werden. Zudem war BvgAfus in der Lage, die Expression BvgABP-abh{\"a}ngiger Gene in vivo zu induzieren. Allerdings war es in seiner Phosphorylierungseffizienz im Vergleich zum wildtypischen Response Regulator-Protein aus B. holmesii eingeschr{\"a}nkt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die wenigen Abweichungen zwischen den Aminos{\"a}uresequenzen der Output-Dom{\"a}nen daf{\"u}r verantwortlich sind, dass das BvgABH-Protein die Funktion von BvgABP in vivo und in vitro nicht {\"u}bernehmen kann. So unterscheiden sich die Output-Dom{\"a}nen der Response Regulatoren aus B. pertussis und B. holmesii in zehn Aminos{\"a}ureaustauschen, wobei davon vier Aminos{\"a}uren innerhalb des Helix-Turn-Helix-Motives ver{\"a}ndert sind. Um zu untersuchen, ob die unterschiedlichen DNA-Binde- und transkriptionsaktivierenden Eigenschaften von BvgABH im Besonderen auf diese Aminos{\"a}ureunterschiede zur{\"u}ckzuf{\"u}hren sind, wurden mittels ortspezifischer Mutagenese die Aminos{\"a}uresequenz innerhalb des Helix-Turn-Helix-Motives an die Sequenz aus B. pertussis angeglichen. Das resultierende Protein BvgABH* zeigte eine dem wildtypischen BvgABH-Protein {\"a}hnliche Phosphorylierungseffizienz, war aber nicht in der Lage, BvgABP-abh{\"a}ngige Zielsequenzen spezifisch zu erkennen bzw. die Funktion des BvgABP-Proteins in vivo zu ersetzen. Dieses Ergebnis l{\"a}sst vermuten, dass die wenigen Aminos{\"a}ureunterschiede der Output-Dom{\"a}ne außerhalb der DNA-Binderegion zwar nicht im Zusammenhang mit der Phosphorylierungseffizienz stehen, jedoch die DNA-Bindeeigenschaften beeinflussen.},
  subject      = {Bordetella},
  language  = {de}
}