Nitrogene regulation in bacteria: PII-homologus proteins function as central signal integrators and versatile signal transductors

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Das PII-Signalübertragungssystem ist eines der Paradigmen bakterieller Signaltransduktion. Durch neueste Forschungsergebnisse, u.a. aus meinem Labor, zeichnet sich ab, daß dieses System als zentrale Steuerungseinheit des stickstoff-assimilierenden Stoffwechsels von fundamentaler Bedeutung ist. Zunehmend wird klar, daß die bisher charakterisierten Mechanismen nur einen Teil eines komplexen Regulationssystems beschreiben. In Proteobakterien existieren PII-paraloge Proteine, die untereinander Heterotrimere bilden können. Darüber hinaus zeigen Sequenzanalysen die ubiquitäre Verbreitung dieses Proteins: PII-Homologe wurden in Vertretern aller drei Urreiche gefunden; es zählt damit zu den am höchsten konservierten Signalproteinen in der Natur. Nicht zuletzt durch unsere Arbeit zur PII-Phosphorylierung in Cyanobakterien wurden biologische Variationen über das Thema "PII-Signaltransduktion" in verschiedenen Abstammungslinien erkannt. Sequenzanalysen deuten auf bisher unbekannte PII-Modifikationsmechanismen in Bacilliaceae hin. Mit diesem Antrag wollen wir unsere Arbeiten über die Heterotrimerisierung PII-paraloger Proteine in E. coli vertiefen, die Mechanismen der Signalübertragung durch PII in Cyanobakterien weiter aufklären und neue Einblicke in das PII-System Gram-positiver Endosporenbildner erhalten.