@phdthesis{Winkelmann2005,
  author    = {Winkelmann, Julia},
  title     = {Molekulare Charakterisierung Saposin-{\"a}hnlicher Proteine von Entamoeba histolytica SCHAUDINN},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-15927},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2005},
  abstract  = {Saposin-{\"a}hnliche Proteine (SAPLIPs) sind membraninteragierende Proteine, die sich durch die konservierte Position von drei Disulfidbr{\"u}cken, einer typischen alpha-helikalen Proteinfaltung und der F{\"a}higkeit mit Lipiden zu interagieren, auszeichnen. Ihre zellul{\"a}ren Funktionen sind {\"a}ußerst vielf{\"a}ltig. Bis zum Beginn des Genomsequenzierungsprojektes waren die Amoebapores die einzigen bekannten und charakterisierten SAPLIPs von Entamoeba histolytica, dem Erreger der humanen Am{\"o}benruhr. Aufgrund ihrer antimikrobiellen Aktivit{\"a}t stellen sie f{\"u}r diesen parasitischen Einzeller, der sich von phagozytierten Bakterien ern{\"a}hrt, wichtige Effektormolek{\"u}le dar. Sie k{\"o}nnen aber auch cytolytisch auf Wirtszellen wirken und werden deshalb als bedeutender Pathogenit{\"a}tsfaktor angesehen. Die theoretische computergest{\"u}tzte Datenbankanalyse nach Abschluss der Genomsequenzierung ergab, dass es 16 weitere Gene kodierend f{\"u}r SAPLIPs zus{\"a}tzlich zu den drei Amoebapore-Genen gibt. Die Sequenzen der neuen SAPLIPs sind abgesehen von dem Cysteinmotiv divers und auch die Gr{\"o}ße der Proteine ist sehr unterschiedlich (77 - 1009 Aminos{\"a}uren). Alle besitzen sie jedoch eine einzige, C-terminal gelegene SAPLIP Dom{\"a}ne. Außer der SAPLIP-Dom{\"a}ne konnten keine weiteren bekannten funktionellen oder strukturellen Dom{\"a}nen in den relevanten Datenbanken identifiziert werden, die auf m{\"o}gliche Funktionen h{\"a}tten hinweisen k{\"o}nnen. Alle SAPLIP-Gene werden gleichzeitig in axenisch kultivierten Trophozoiten transkribiert wie durch reverse Transkriptions-PCR gezeigt wurde. Die vergleichende transkriptionelle Analyse im Mikroarray ergab, dass nach Kontakt mit menschlichen Kolonzellen keine Hochregulierung dieser Gene mit Ausnahme des Amoebapore A Gens stattfindet. F{\"u}r die parallele Klonierung der verschiedenen SAPLIP-Dom{\"a}nen wurde ein "Expressionsscreening" in E.coli mit dem gr{\"u}n fluoreszierenden Protein als Reporterprotein etabliert, das die erfolgreiche Klonierung und Expression eines Fragments aufgrund der Fluoreszenz der Bakterienkolonie bereits auf der Ebene der Transformation anzeigt. Die rekombinant exprimierte und bis zur Homogenit{\"a}t gereinigte SAPLIP-Dom{\"a}ne von SAPLIP 12 wies Amoebapore-{\"a}hnliche Aktivit{\"a}ten auf. Unter Verwendung von Liposomen konnte porenbildende Aktivit{\"a}t nachgewiesen werden, wobei diese Aktivit{\"a}t stark an einen sauren pH-Wert gebunden ist. Die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 ist aber auch antibakteriell und dieses sogar mit vergleichbarer Selektivit{\"a}t wie Amoebapore A, n{\"a}mlich Zelllyse von gram-positiven B. megaterium war nachweisbar, jedoch nicht von gram-negativen E. coli. Strukturell unterscheiden sich die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 und Amoebapore A bez{\"u}glich der Exposition positiver Ladungsansammlungen auf der Proteinoberfl{\"a}che und des Fehlens des f{\"u}r den Mechanismus der Amoebapores essentiellen Histidinrestes an entsprechender Position in der Sequenz. Dar{\"u}ber hinaus {\"u}bt die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 eine im Vergleich zum Amoebapore A geringere spezifische Aktivit{\"a}t aus. Diese Eigenschaften weisen darauf hin, dass es sich um einen anderen Wirkungsmechanismus handeln k{\"o}nnte. F{\"u}r die SAPLIP-Dom{\"a}ne 12 w{\"a}re eine {\"u}ber die positiven Ladungen der Proteinoberfl{\"a}che vermittelte Interaktion mit den negativ geladenen Phospholipidk{\"o}pfen von Membranen denkbar, die bei Erreichen einer bestimmten Konzentration in einer St{\"o}rung der Lipidordnung und letztendlich in der Aufl{\"o}sung der Membranstruktur resultieren k{\"o}nnte. SAPLIP 3 {\"a}hnelt den Amoebapores in der Gr{\"o}ße und molekularen Architektur und kann somit als funktionelle Einheit angesehen werden, es unterscheidet sich aber durch eine hohe negative Nettoladung von den Amoebapores. Außerdem ist das rekombinante SAPLIP 3 nicht antibakteriell und die Membraninteraktionen dieses SAPLIPs unterscheiden sich grundlegend von denjenigen, die f{\"u}r die Amoebapores beschrieben sind. SAPLIP 3 zerst{\"o}rt nicht einfach die Liposomenstruktur wie von den porenbildenden Amoebapores bekannt, sondern es vermittelt die Fusion von multilamellaren Liposomen unter Freisetzung des Liposomeninhalts. Diese Aktivit{\"a}t ist abh{\"a}ngig von der Anwesenheit anionischer Lipide und von einem sauren pH-Wert. Die F{\"a}higkeit zur Vesikelfusion sowie die Verteilung der negativen Ladungen von SAPLIP 3 auf der Proteinoberfl{\"a}che {\"a}hneln Merkmalen des humanen Saposin C. Neben der Funktion als Cofaktor von Exohydrolasen, die im Sphingolipid Katabolismus involviert sind, wird angenommen, dass die F{\"a}higkeit von Saposin C, Vesikel zu fusionieren, wichtig f{\"u}r die Reorganisation der humanen lysosomalen Kompartimente ist. Die Saposin C-{\"a}hnlichen Charakteristika von SAPLIP 3 geben Grund zu der Annahme, dass es bereits in einem so basalen Organismus wie der Am{\"o}be ein Protein mit Saposin-{\"a}hnlichen membranfusionierenden Aktivit{\"a}ten gibt und dass dieses SAPLIP entsprechende Funktionen w{\"a}hrend endo- und exozytotischer Transportprozesse in der Am{\"o}be {\"u}bernehmen k{\"o}nnte.},
  subject      = {Entamoeba histolytica},
  language  = {de}
}