TY  - THES
A1  - Heinz, Werner J.
T1  - Identifikation und Charakterisierung von PHR3, einem zu der PHR/GAS-Familie homologen Gen bei Candida albicans
T1  - Identification and characterization of PHR3, a gene homologous to the PHR/GAS familiy of candida albicans
N2  - Es konnte mit PHR3 bei Candida albicans ein drittes GAS-homologes Gen nachgewiesen werden. Dieses weist überzeugende Übereinstimmungen der Nuklein- und Aminosäurensequenz und mit der fehlenden GPI-Verankerungsstelle und der pH-konstitutiven Expression auch interessante Unterschiede zu den bisher bekannten Genen der PHR-Familie auf. Eine funktionelle Homologie zu den weiteren PHR-Genen bei Candida albicans konnte nicht belegt werden. Es sind bisher in verschiedenen Spezies mehrere homologe Gene dieser Familie nachgewiesen worden. So sind auch bei Candida albicans weitere möglich und die endgültige Zahl der PHR-Gene wird erst nach Abschluß des Candida albicans-Genomprojektes bestimmt werden können. Der Zweck mehrerer homologer Gene ist insbesondere für die bei unterschiedlichen pH-Werten vorliegenden Proteine Phr1p und Phr2p noch nicht bekannt. Eine mögliche Erklärung ist, dass ihre Translation auf unterschiedliche Weise die Expression anderer Gene oder die Prozessierung und Funktion von Proteinen beeinflusst. Eine solche feine Regulation von Wachstums- und Virulenzfaktoren und somit eine Anpassung an Umweltbedingungen und Infektionswege ist für die Pathogenität von Candida albicans von Bedeutung. Die spezifischen Faktoren für die Induktion von PHR3 sind, sollte eine differenzierte Regulation vorliegen, dagegen ebenso wenig wie für GAS4, als nähestes verwandtes Gen, und für die weiteren GAS-Gene bekannt. Zum Nachweis einer solchen signalspezifischen Transkription sind Experimente mit anderen Versuchsanordnungen, mit welchen sich komplexere Milieus und Infektionswege untersuchen lassen, wie DNA-Chips oder induktionsabhängige Signalkassetten (Morschhäuser et al., 1999; Staib et al., 1999) hilfreich. Da eine fehlende C-terminale Region bei GAS1 zur Sekretion eines vergrößerten Proteins mit Hypermannosylierung der serinreichen Region führt (Popolo et Vai, 1998), erscheint auch eine extrazelluläre Funktion von Phr3p, welches dieses hydrophobe 3’ Ende nativ nicht besitzt, möglich. Dabei ist eine zu Phr1p und Phr2p ähnliche oder gleiche enzymatische Funktion, welche in Diskussion 112 unterschiedlichen Kompartimenten oder von unterschiedlicher Lokalisation aus den Aufbau der Zellwand beeinflusst, denkbar.
KW  - PHR3
KW  - PHR/GAS
KW  - Candida albicans
KW  - PHR3
KW  - PHR/GAS
KW  - candida albicans
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1179719
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lermann, Ulrich
T1  - Molekulare Untersuchungen zur Regulation und Funktion der sekretierten Aspartatproteasen von Candida albicans
T1  - Molecular investigations on regulation and function of secreted aspartic proteases of Candida albicans
N2  - Die sekretorischen Aspartatproteasen (Saps) des Hefepilzes Candida albicans gelten als wichtiger Virulenzfaktor dieses opportunistischen Krankheitserregers. Die zehn Sap-Isoenzyme werden von einer Genfamilie codiert, deren Vertreter (SAP1-SAP10) in der Vergangenheit bereits intensiv untersucht wurden. SAP-Expressionsanalysen und die Charakterisierung von sap-Deletionmutanten, die in einem auxotrophen Laborstamm hergestellt wurden, führten aber zu teilweise widersprüchlichen Ergebnissen, weshalb die Rolle der einzelnen Proteine bis heute nicht zweifelsfrei aufgeklärt ist. Eine differentielle Expression der SAP-Gene in unterschiedlichen Stadien einer Infektion wurde jedoch in vielen unabhängigen Studien gezeigt. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst die Expression der Gene SAP1-SAP6 in einem etablierten in vitro-Modell einer Candida-Vaginitis untersucht, das auf der Infektion von rekonstituiertem humanem Epithel (RHE) basiert. Dazu wurden Reporterstämme verwendet, die bereits früher für Expressionsanalysen in verschiedenen in vivo-Infektionsmodellen in Mäusen eingesetzt worden waren. Dies erlaubte es einerseits unterschiedliche Nachweismethoden zur SAP-Genexpression in einem standardisierten Modell zu vergleichen und andererseits das Expressionsmuster der SAP-Gene in einem in vitro-Infektionsmodell mit den Ergebnissen von in vivo-Infektionsexperimenten zu korrelieren. Es zeigte sich in Übereinstimmung mit Ergebnissen früherer in vivo-Experimente in Mäusen, dass bei der Infektion des vaginalen Gewebes vor allem das SAP5-Gen induziert wurde. Allerdings weicht dieses Ergebnis deutlich von Ergebnissen anderer Studien ab, die mit Hilfe anderer Methoden ein ungleiches Muster der SAP-Expression detektierten. Um die Rolle der Gene SAP1-SAP6 bei der Infektion genauer zu untersuchen, wurden deshalb Mutanten hergestellt, in denen einzelne oder mehrere SAP-Gene mit Hilfe einer neuartigen Mutagenesestrategie erstmals aus dem Genom eines wildtypischen C. albicans-Stammes deletiert wurden. Überraschenderweise konnte sowohl in Einzelmutanten der Gene SAP1-SAP6 als auch in sap1 sap2 sap3- und sap4 sap5 sap6-Triplemutanten keine verminderte Fähigkeit zur Invasion und Schädigung von humanem Gewebe in RHE festgestellt werden. Eine in früheren Arbeiten beschriebene abgeschwächte Virulenz solcher Mutanten konnte auch in einem murinen Modell für eine disseminierende Infektion nicht beobachtet werden. Die Sekretion von Aspartatproteasen ermöglicht es C. albicans Proteine als alleinige Stickstoffquelle zum Wachstum zu verwenden. Unter diesen Bedingungen wird spezifisch die Expression des SAP2-Gens induziert; jedoch ist über die Mechanismen dieser Regulation noch wenig bekannt. Aus diesem Grund wurden in dieser Arbeit Promotor-Deletionsanalysen des SAP2-Gens und des mit diesem co-regulierten Oligopeptidtransportergens OPT1 durchgeführt. Es zeigte sich, dass unterschiedliche Bereiche innerhalb der 3,5 kb großen regulatorischen Region von SAP2 gemeinsam eine Expression dieses Gens unter induzierenden Bedingungen ermöglichen. Für das OPT1-Gen konnte eine regulatorische Region eingegrenzt werden, die für die Expression dieses Gens essentiell ist. In den für die Expression von SAP2 und OPT1 wichtigen Regionen wurden ähnliche Sequenzen gefunden, die als Bindungsstellen für regulatorische Faktoren dienen könnten. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse zur Regulation und Bedeutung der sekretierten Aspartatproteasen von C. albicans erhalten. Um eine endgültige Bewertung der Rolle dieser Enzyme in der Virulenz des Erregers zu ermöglichen, sind jedoch noch weitere detaillierte Studien unter Verwendung verschiedenster Infektionsmodelle nötig.
N2  - The secreted aspartic proteases (Saps) of the yeast Candida albicans are considered as an important virulence trait of this opportunistic pathogen. The ten Sap isoenzymes are encoded by a gene family, whose members (SAP1-SAP10) have been analysed intensively already in the past. However, the analysis of the expression pattern of the SAP genes and the characterisation of sap deletion mutants, which were generated from an auxotrophic laboratory strain, yielded partially contradictory results. Therefore, the role of the individual proteins is still not fully elucidated. A differential expression of the SAP genes in various stages of an infection has been demonstrated in many independent studies. In the present work the expression of the SAP1-SAP6 genes was analyzed in an established in vitro model of vaginal candidiasis that is based on the infection of reconstituted human epithelium (RHE). For this purpose, reporter strains were used which had already been utilized previously to study the SAP expression pattern in various in vivo infection models in mice. This allowed the comparison of different detection methods for SAP gene expression in a standardized model and also to correlate the SAP expression pattern in an in vitro infection model with the results of in vivo infection experiments. It was found that SAP5 was the predominantly expressed SAP gene during infection of the vaginal tissue, in agreement with the results of previous in vivo experiments in mice. However, this result contrasts with those of other studies that, using alternative methods, detected a different SAP expression pattern. To investigate the role of the SAP1-SAP6 genes during infection in more detail, a new set of mutants was generated, in which single or multiple SAP genes were deleted for the first time from the genome of a C. albicans wild-type strain with the help of a novel mutagenesis strategy. Surprisingly, neither single mutants lacking one the SAP1-SAP6 genes nor triple mutants lacking all of the SAP1-SAP3 or the SAP4-SAP6 genes exhibited a detectable defect in invasion and damage of reconstituted human epithelium. A previously reported attenuated virulence of sap mutants was also not observed in a murine model of disseminated candidiasis. The secretion of aspartic proteases enables C. albicans to utilize proteins as a sole source of nitrogen for growth. Under these conditions expression of the SAP2 gene is specifically induced, however, little is known about the mechanisms of this regulation. Therefore, promoter deletion analyses of the SAP2 gene and the co-regulated oligopeptide transporter gene OPT1 were performed in the present work. It was found that different regions within the approximately 3,5 kb large SAP2 promoter jointly allowed the expression of this gene under inducing conditions. For OPT1, a region could be delimited that is essential for the expression of this gene. The regions that were found to be important for SAP2 and OPT1 expression contain similar sequences, which may serve as binding sites for regulatory factors. This study provides new insights into the regulation and importance of the secreted aspartic proteases of C. albicans. For a definite evaluation of the role of these enzymes in the virulence of the pathogen, however, further detailed studies that employ a variety of different infection models are necessary.
KW  - Candida
KW  - Candida albicans
KW  - Proteasen
KW  - Virulenzfaktor
KW  - Mykose
KW  - secreted aspartic proteases
KW  - candida albicans
KW  - virulence factor
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-29168
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Morschhäuser, Joachim
A1  - Ramírez-Zavala, Bernardo
A1  - Weyler, Michael
A1  - Gildor, Tsvia
A1  - Schmauch, Christian
A1  - Kornitzer, Daniel
A1  - Arkowitz, Robert
T1  - Activation of the Cph1-Dependent MAP Kinase Signaling Pathway Induces White-Opaque Switching in Candida albicans
JF  - PLoS Pathogens
N2  - Depending on the environmental conditions, the pathogenic yeast Candida albicans can undergo different developmental programs, which are controlled by dedicated transcription factors and upstream signaling pathways. C. albicans strains that are homozygous at the mating type locus can switch from the normal yeast form (white) to an elongated cell type (opaque), which is the mating-competent form of this fungus. Both white and opaque cells use the Ste11-Hst7-Cek1/Cek2 MAP kinase signaling pathway to react to the presence of mating pheromone. However, while opaque cells employ the transcription factor Cph1 to induce the mating response, white cells recruit a different downstream transcription factor, Tec1, to promote the formation of a biofilm that facilitates mating of opaque cells in the population. The switch from the white to the opaque cell form is itself induced by environmental signals that result in the upregulation of the transcription factor Wor1, the master regulator of white-opaque switching. To get insight into the upstream signaling pathways controlling the switch, we expressed all C. albicans protein kinases from a tetracycline-inducible promoter in a switching-competent strain. Screening of this library of strains showed that a hyperactive form of Ste11 lacking its N-terminal domain (Ste11ΔN467) efficiently stimulated white cells to switch to the opaque phase, a behavior that did not occur in response to pheromone. Ste11ΔN467-induced switching specifically required the downstream MAP kinase Cek1 and its target transcription factor Cph1, but not Cek2 and Tec1, and forced expression of Cph1 also promoted white-opaque switching in a Wor1-dependent manner. Therefore, depending on the activation mechanism, components of the pheromone-responsive MAP kinase pathway can be reconnected to stimulate an alternative developmental program, switching of white cells to the mating-competent opaque phase.
KW  - biofilms
KW  - candida albicans
KW  - library screening
KW  - pheromones
KW  - protein expressions
KW  - protein kinase signaling cascade
KW  - regulator genes
KW  - transcription factors
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97281
ER  - 
TY  - THES
A1  - Mottola, Austin
T1  - Molecular characterization of the SNF1 signaling pathway in \(Candida\) \(albicans\)
T1  - Molekulare Charakterisierung des SNF1-Signalweges von \(Candida\) \(albicans\)
N2  - The fungus Candida albicans is a typical member of the human microbiota, where it usually behaves as a commensal. It can also become pathogenic; often causing minor superficial infections in healthy people, but also potentially fatal invasive systemic infections in immunocompromised people. Unfortunately, there is only a fairly limited set of antifungal drugs, and evolution of drug resistance threatens their efficacy. Greater understanding of the mechanisms that C. albicans uses to survive in and infect the host can uncover candidate targets for novel antifungals. Protein kinases are central to a vast array of signalling pathways which govern practically all aspects of life, and furthermore are relatively straightforward to design drugs against. As such, investigation and characterization of protein kinases in C. albicans as well as their target proteins and the pathways they govern are important targets for research. AMP-activated kinases are well conserved proteins which respond to energy stress; they are represented in yeasts by the heterotrimeric SNF1 complex, which responds primarily to the absence of glucose. In this work, the SNF1 pathway was investigated with two primary goals: identify novel targets of this protein kinase and elucidate why SNF1 is essential. Two approaches were used to identify novel targets of SNF1. In one, suppressor mutants were evolved from a strain in which SNF1 activity is reduced, which exhibits defects in carbon source utilization and cell wall integrity. This revealed a suppressor mutation within SNF1 itself, coding for the catalytic subunit of the complex – SNF1Δ311-316. The second approach screened a library of artificially activated zinc cluster transcription factors, identifying Czf1 as one such transcription factor which, upon artificial activation, restored resistance to cell wall stress in a mutant of the SNF1 pathway. Finally, a, inducible gene deletion system revealed that SNF1 is not an essential gene.
N2  - Der Pilz Candida albicans ist ein typisches Mitglied der menschlichen Mikrobiota, wo er sich normalerweise als Kommensale verhält. Als fakultativ pathogener Erreger kann er jedoch auch leichte, überfachliche Infektionen bei gesunden Menschen verursachen, sowie potenziell tödliche, invasive systemische Infektionen bei immungeschwächten Menschen. Leider gibt es nur eine recht begrenzte Anzahl von Antimykotika, und die Entwicklung von Resistenzen bedroht deren Wirksamkeit. Ein besseres Verständnis der Mechanismen, die C. albicans nutzt, um im Wirt zu überleben und ihn zu infizieren, kann mögliche Angriffspunkte für neue Antimykotika aufdecken. Proteinkinasen sind von zentraler Bedeutung für eine Vielzahl von Signalwegen, die praktisch alle Aspekte des Lebens steuern und gegen die sich zudem relativ einfach Medikamente entwickeln lassen. Daher ist die Untersuchung und Charakterisierung von Proteinkinasen in C. albicans sowie ihrer Zielproteine und der von ihnen gesteuerten Signalwege ein wichtiges Ziel für die Forschung. AMP-aktivierte Kinasen sind hoch konservierte Proteine, die auf Energiestress reagieren; sie sind in Hefen durch den heterotrimeren SNF1-Komplex vertreten, der vor allem auf das Fehlen von Glukose reagiert. In dieser Arbeit wurde der SNF1-Signalweg mit zwei primären Zielen untersucht: die Identifizierung neuer Zielproteine dieser Proteinkinase und die Klärung der Frage, warum SNF1 essentiell ist. Für die Identifikation neuer Zielproteine von SNF1 wurden zwei Ansätze verwendet. Zum einen wurde ein Stamm mit reduzierter SNF1-Aktivität, für die Entwicklung von Suppressor-Mutanten verwendet, die einen Defekte bei der Verwertung von Kohlenstoffquellen und eine eingeschränkte Zellwandintegrität aufweisen. Dabei wurde eine Suppressormutation in SNF1 selbst entdeckt, die für die katalytische Untereinheit des Komplexes – SNF1Δ311-316 - kodiert. Für den zweite Ansatz wurde eine Bibliothek von künstlich aktivierten Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren untersucht. Dies führte zur Identifikation von Czf1 als einen solchen Transkriptionsfaktor, der nach künstlicher Aktivierung die Resistenz gegen Zellwandstress in einer Mutante des SNF1- Signalweges wiederherstellte. Schließlich zeigte ein induzierbares Gendeletionssystem, dass SNF1 kein essentielles Gen ist.
KW  - candida albicans
KW  - yeast
KW  - fungus
KW  - candida
KW  - kinase
KW  - cell wall
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-238098
ER  -