Genetik, Enzymologie und strukturelle Basis der stringenten Stoffwechselkontrolle durch Guanosinpolyphosphate

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Im Mittelpunkt der beabsichtigten molekular- und strukturbiologischen Untersuchungen wird die Synthese und Hydrolyde von Guanosinpolyphosphaten [(p)ppGpp] in dem pathogenen Bakterium Steptococcus equisimilis stehen. Diese GtP-bzw. GDP-Derivate werden auch 'Alarmone' genannt und steuern die Adaption des Bakteriums an das Wirtsmilieu durch globale Stoffwechselumstellungen. Ihre Rolle in Pathogeneseprozessen (z.B. bei Streptococcus) bedarf dringend der Aufklärung. Das für Synthese und Hydrolyse dieser Guanosinderivate verantwortliche Protein RelSeq soll genetisch, enzymatisch und strukturell charakterisiert werden. Dazu sollen Deletionsmutanten konstruiert werden, die eine Lokalisierung der gegensätzliche Reaktionen katalysierenden aktiven Zentren auf dem Polypeptid erlauben werden. Im homologen Wirt sollen Untersuchungen zur Komplementation des relSeq-Mutanten-Phänotyps durchgeführt werden. Die (p)ppGppSynthese-Aktivität des gereinigten RelSeq-Proteins und seiner Muteine soll in vitro charakterisiert werden. Die dreidimensionale Struktur des Proteins und individueller Domänen soll durch Röntgenstrukturanalyse mit (bereits vorhandenen) Kristallen aufgeklärt werden. Schließlich soll die Bindung der Polyphosphate an die Elongationsfaktoren Tu (EF-Tu) und G (EF-G) strukturell bei hoher Auflösung charakterisiert werden.