@article{RodriguezRicoYepesetal.2015,
  author    = {Rodriguez, H{\´e}ctor and Rico, Sergio and Yepes, Ana and Franco-Echevarr{\´i}a, Elsa and Antoraz, Sergio and Santamar{\´i}a, Ram{\´o}n I. and D{\´i}az, Margerita},
  title     = {The two kinases, AbrC1 and AbrC2, of the atypical two-component system AbrC are needed to regulate antibiotic production and differentiation in Streptomyces coelicolor},
  series = {Frontiers in Microbiology},
  volume    = {6},
  journal   = {Frontiers in Microbiology},
  number    = {450},
  doi       = {10.3389/fmicb.2015.00450},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-143048},
  year      = {2015},
  abstract  = {Two-component systems (TCSs) are the most important sensing mechanisms in bacteria. In Streptomyces, TCSs-mediated responses to environmental stimuli are involved in the regulation of antibiotic production. This study examines the individual role of two histidine kinases (HKs), AbrC1 and AbrC2, which form part of an atypical TCS in Streptomyces coelicolor. gRT-PCR analysis of the expression of both kinases demonstrated that both are expressed at similar levels in NB and NMMP media. Single deletion of abrC1 elicited a significant increase in antibiotic production, while deletion of abrC2 did not have any clear effect. The origin of this phenotype, probably related to the differential phosphorylation ability of the two kinases, was also explored indirectly, analyzing the toxic phenotypes associated with high levels of phosphorylated RR. The higher the AbrC3 regulator phosphorylation rate, the greater the cell toxicity. For the first time, the present work shows in Streptomyces the combined involvement of two different HKs in the response of a regulator to environmental signals. Regarding the possible applications of this research, the fact that an abrC1 deletion mutant overproduces three of the S. coelicolor antibiotics makes this strain an excellent candidate as a host for the heterologous production of secondary metabolites.},
  language  = {en}
}
@article{KruegerFriedrichFoersteretal.2012,
  author    = {Krueger, Beate and Friedrich, Torben and F{\"o}rster, Frank and Bernhardt, J{\"o}rg and Gross, Roy and Dandekar, Thomas},
  title     = {Different evolutionary modifications as a guide to rewire two-component systems},
  series = {Bioinformatics and Biology Insights},
  volume    = {6},
  journal   = {Bioinformatics and Biology Insights},
  doi       = {10.4137/BBI.S9356},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-123647},
  pages     = {97-128},
  year      = {2012},
  abstract  = {Two-component systems (TCS) are short signalling pathways generally occurring in prokaryotes. They frequently regulate prokaryotic stimulus responses and thus are also of interest for engineering in biotechnology and synthetic biology. The aim of this study is to better understand and describe rewiring of TCS while investigating different evolutionary scenarios. Based on large-scale screens of TCS in different organisms, this study gives detailed data, concrete alignments, and structure analysis on three general modification scenarios, where TCS were rewired for new responses and functions: (i) exchanges in the sequence within single TCS domains, (ii) exchange of whole TCS domains; (iii) addition of new components modulating TCS function. As a result, the replacement of stimulus and promotor cassettes to rewire TCS is well defined exploiting the alignments given here. The diverged TCS examples are non-trivial and the design is challenging. Designed connector proteins may also be useful to modify TCS in selected cases.},
  language  = {en}
}
@article{RicoYepesRodriguezetal.2014,
  author    = {Rico, Sergio and Yepes, Ana and Rodriguez, Hector and Santamaria, Jorge and Antoraz, Sergio and Krause, Eva M. and Diaz, Margarita and Santamaria, Ramon I.},
  title     = {Regulation of the AbrA1/A2 Two-Component System in Streptomyces coelicolor and the Potential of Its Deletion Strain as a Heterologous Host for Antibiotic Production},
  series = {PLOS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLOS ONE},
  number    = {10},
  issn      = {1932-6203},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0109844},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-115151},
  pages     = {e109844},
  year      = {2014},
  abstract  = {The Two-Component System (TCS) AbrA1/A2 from Streptomyces coelicolor M145 is a negative regulator of antibiotic production and morphological differentiation. In this work we show that it is able to auto-regulate its expression, exerting a positive induction of its own operon promoter, and that its activation is dependent on the presence of iron. The overexpression of the abrA2 response regulator (RR) gene in the mutant DabrA1/A2 results in a toxic phenotype. The reason is an excess of phosphorylated AbrA2, as shown by phosphoablative and phosphomimetic AbrA2 mutants. Therefore, non-cognate histidine kinases (HKs) or small phospho-donors may be responsible for AbrA2 phosphorylation in vivo. The results suggest that in the parent strain S. coelicolor M145 the correct amount of phosphorylated AbrA2 is adjusted through the phosphorylation-dephosphorylation activity rate of the HK AbrA1. Furthermore, the ABC transporter system, which is part of the four-gene operon comprising AbrA1/A2, is necessary to de-repress antibiotic production in the TCS null mutant. Finally, in order to test the possible biotechnological applications of the DabrA1/A2 strain, we demonstrate that the production of the antitumoral antibiotic oviedomycin is duplicated in this strain as compared with the production obtained in the wild type, showing that this strain is a good host for heterologous antibiotic production. Thus, this genetically modified strain could be interesting for the biotechnology industry.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schaer2006,
  author    = {Sch{\"a}r, Jennifer},
  title     = {Molekulare Charakterisierung der Response-Regulatoren ArsR (HP0166), HP1043 und HP1021 von Helicobacter pylori},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-21855},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Bakterien m{\"u}ssen st{\"a}ndig in der Lage sein auf Ver{\"a}nderungen in ihrer Umwelt reagieren zu k{\"o}nnen. Zur Wahrnehmung dieser Ver{\"a}nderungen haben sich unterschiedliche Signaltransduktionssysteme entwickelt. Ein weit verbreiteter und gut charakterisierter Mechanismus zur Signaltransduktion sind die so genannten Zwei-Komponentensysteme. Im Genom von H. pylori konnten nur wenige Bestandteile von Zwei-Komponentensystemen identifiziert werden. Dazu z{\"a}hlen neben dem Chemotaxis-System lediglich drei Histidin-Kinasen, ArsS, CrdS und FlgS, und f{\"u}nf Response-Regulatoren HP1021, HP1043, ArsR, CrdR und FlgR, die vermutlich Transkriptions-regulatorische Funktionen haben. Zwei der Response-Regulatoren, HP1043 und ArsR als essentiell f{\"u}r das {\"U}berleben von H. pylori, w{\"a}hrend HP1021 einen deutlichen Einfluss auf das Zellwachstum hat, da ein Wachstums-Defekt zu erkennen ist, wenn das entsprechende Gen hp1021 deletiert wird. Eine Deletion von arsS, dem Gen der zugeh{\"o}rigen Histidin-Kinase von ArsR, hat unter Standard-Wachstumsbedingungen keine Auswirkung auf das Zellwachstum von H. pylori. Diese Beobachtung spricht f{\"u}r die Hypothese, dass der Response-Regulator ArsR die Transkription zweier unterschiedlicher Sets von Zielgenen kontrolliert. Demzufolge reguliert der Response-Regulator ArsR nach S{\"a}ure-induzierter Phosphorylierung durch ArsS die Transkription von Genen, die zur S{\"a}ureresistenz beitragen, w{\"a}hrend ArsR im nicht-phosphorylierten Zustand die Transkription von weiteren Zielgenen kontrolliert, von denen mindestens eines f{\"u}r das Zellwachstum essentiell sein sollte. Das durch ArsR~P kontrollierte Regulon konnte bereits weitgehend charakterisiert werden allerdings sind die Zielgene des unphosphorylierten Regulators bislang unbekannt. In der vorliegenden Arbeit konnte die zuvor beschriebene Hypothese best{\"a}tigt werden, da gezeigt wurde, dass ein Derivat von ArsR, mit einer Mutation der Phosphorylierungsstelle D52 zu N52, das wildtypische Protein bez{\"u}glich des Zellwachstums unter Standardbedingungen funktionell ersetzen kann. F{\"u}r die Response-Regulatoren HP1021 und HP1043 konnte bislang keine zugeh{\"o}rige Histidin-Kinase identifiziert werden und interessanterweise findet man in der Receiver-Dom{\"a}ne dieser Response-Regulatoren atypische Abweichungen von der Konsensus-Sequenz. Um die Bedeutung dieser atypischen Prim{\"a}rsequenzen f{\"u}r die Funktion dieser Response-Regulatoren zu untersuchen wurden mutierte H. pylori-St{\"a}mme konstruiert, die ausschließlich Derivate von HP1021 bzw. HP1043 exprimieren, die in ihrer Receiver-Sequenz der Konsensus-Sequenz entsprachen. Da diese Mutanten sich bez{\"u}glich ihres Zellwachstums nicht vom Wildtyp unterscheiden, konnte nachgewiesen werden, dass die atypischen Receiver-Sequenzen der beiden Response-Regulatoren nicht entscheidend f{\"u}r die Funktionen der Response-Regulatoren sind. Weiterhin konnten Indizien daf{\"u}r gesammelt werden, dass HP1021 und HP1043 hinsichtlich ihrer Aktivierung vermutlich vom {\"u}blichen Zwei-Komponentenparadigma abweichen. Derivate von HP1021 und HP1043 mit Mutationen ihrer putativen atypischen Phosphorylierungsstelle sind in der Lage ihre wildtypischen Pendants hinsichtlich der bekannten Ph{\"a}notypen funktionell zu ersetzen. Somit ist eine Phosphorylierung der Receiver-Dom{\"a}ne dieser Response-Regulatoren keine Voraussetzung f{\"u}r ein normales Zellwachstum von H. pylori. Diese Hypothese wird gest{\"u}tzt durch die Beobachtung, dass ein Ortholog von HP1043 aus C. jejuni CJ0355, das nat{\"u}rlicherweise an der potentiellen Phosphorylierungsstelle einen nicht phosphorylierbaren Aminos{\"a}urerest tr{\"a}gt, HP1043 in seiner Funktion ersetzen kann. Es konnte gezeigt werden, dass in vitro keine Phosphorylierung durch radioaktiv markiertes Acetylphosphat stattfindet und dass ein H. pylori-Stamm mit einer Deletion der Gene pta und ackA, welche Proteine kodieren, die bei der Synthese von zellul{\"a}rem Acetylphosphat ben{\"o}tigt werden, einen normalen Wachstums-Ph{\"a}notyp zeigt. Zus{\"a}tzlich konnten in einer massenspektrometrischen Analyse des Proteins HP1021, welches nach Zweidimensionaler Gelelektrophorese von Gesamtzellproteinlysaten aus H. pylori isoliert wurde, keine Hinweise auf eine Serinphosphorylierung entdeckt werden. Es ist daher fraglich ob in vivo eine funktionell relevante Phosphorylierung stattfindet. Die Mechanismen zur Modulation der Regulator-Aktivit{\"a}t von HP1043 und HP1021 bleiben unklar. In der vorliegenden Arbeit konnte demonstriert werden, dass eine strikte Transkriptionskontrolle nicht f{\"u}r die Zellwachstums-assoziierten Funktionen von HP1021 von Bedeutung ist. Dagegen wurden Hinweise darauf erzielt, dass die Expression von HP1043 auf einem posttranskriptionellen und/oder auf einem posttranslationellen Level reguliert wird. Es waren bislang keine Zielgene von HP1021 bekannt. Durch vergleichende Zweidimensionale Gelelektrophorese der H. pylori St{\"a}mme 26695 und 26695 1021\&\#916; konnten einige potentielle Zielgene des Response-Regulators HP1021 identifiziert werden.},
  subject      = {Helicobacter pylori},
  language  = {de}
}