Bacteriocine in Streptococcus pneumoniae

Bacteriocins in Streptococcus pneumoniae

  • In dieser Arbeit konnte durch ein Assay-System, das ausgehend von publizierten Methoden für S. pneumoniae adaptiert wurde, eine inter- und intraspezies Inhibierung anderer Stämme nachgewiesen werden. Dies gilt für die zwei S. pneumoniae TIGR4 und R6 in denen Bacteriocingene beschrieben waren ebenso, wie für Vertreter gobal verbreiteter Isolate verschiedener Serotypen und unterschiedlicher klonaler Zugehörigkeit. Da bei den verschiedenen Stämmen Unterschiede in der Hemmstärke und im Wirkspektrum beobachtet wurden, wurde sowohl das die Bacteriocingene enthaltene pnc-Cluster, wie auch das spi-Regulationscluster einiger Stämme sequenziert und genauer analysiert. Einige der im pnc-Cluster von S. pneumoniae identifizierten ORFs ließen sich anhand der Merkmale ihrer Genprodukte zu Bacteriocinen der Klasse IIb zu ordnen. Sie besitzen alle gut konservierte Leader-Peptide, variieren jedoch in der AS-Sequenz und im pI ihrer Propeptide. Des Weiteren befinden sich Gene für Immunitätsproteine, Membranproteine, IS-Elemente, AAXProteasen und hypothetische Proteine in den untersuchten pnc-Clustern. Das spi-Cluster zeigte bereits in vorhergehenden Versuchen Einfluss auf die Regulation der stromabwärts gelegenen Gene des pnc-Clusters (de Saizieu et al., 2000; Reichmann & Hakenbeck, 2000). Es ließen sich z.T. Unterschiede in den AS-Sequenzen der Histidinkinase SpiH, dem ABCTransporter SpiABCD und dem Peptidpheromon SpiP zwischen den untersuchten Stämmen erkennen. Damit ließ sich die Selektivität des QS-Regulationsmechanismus, wie er bereits beschrieben wurde, erklären (de Saizieu et al., 2000; Reichmann & Hakenbeck, 2000). Die Bedeutung des spi-TCS, des SpiABCD-Transporter und der CAAX-Protease für Regulation, Produktion und Immunität der Bacteriocinproduktion konnte durch Mutationsanalyse am Beispiel von S. pneumoniae 2306 nachgewiesen werden. Offensichtlich existieren im Stamm S. pneumoniae 2306 jedoch noch andere Bacteriocingene außerhalb des pnc-Clusters, die u.a. auf Grund fehlender genomischer Information nicht identifiziert werden konnten. Die biologische Bedeutung der Bacteriocinproduktion ist vermutlich im Konkurrenzkampf um ökologische Nischen, bzw. Steigerung von möglichen DNA-Rekombinationsereignissen in natürlich kompetenten Streptokokkenspezies durch erhöhte Freisetzung von DNA verwandter Arten zu sehen. Als ein besonders starker Bacteriocinproduzent mit einem breiten Wirkspektrum stellte sich S. pneumonaie 632 heraus. Dies könnte auf einen Zusammenhang mit der globalen Verbreitung hindeuten und stellt somit einen interessanten Aspekt für weitere Forschungen dar.

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Metadaten
Author:Thomas Lux
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-22658
Advisor:Regine Hakenbeck
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Year of Completion:2008
Year of Publication:2008
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2008/09/05
Tag:Bacteriocin ; Immunität; Quorum sensing ; Zwei-Komponenten-System ; pnc ; spi
Bacteriocin ; Immunity; Quorum sensing ; Two component system ; pnc ; spi
GND-Keyword:Streptococcus pneumoniae
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Biologie
DDC-Cassification:570 Biowissenschaften; Biologie

$Rev: 12793 $