Regulation und Struktur-Funktionsanalyse der GAP-Domäne von Pseudomonas aeruginosa Exoenzym S

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Pseudomonas aeruginosa ist ein klinisch relevanter opportunistischer Keim, der zahlreiche Proteintoxine produziert. Zu diesen Toxinen gehört Exoenzym S, das über einen Typ-III-Sekretionsweg (direkte Keim/Zielzelle-Interaktion) in die eukaryote Zielzelle gelangt und dort zytopathisch bzw. zytotoxisch wirkt. Exoenzym S ist bimodular aufgebaut und besitzt C-terminal ADPRibosyltransferase-Aktivität und N-terminal eine GAP-Domäne, die zur Inaktivierung von Rho-GTPasen führt. In dem beantragten Projekt soll die GAP-Aktivität von Exoenzym S eingehend charakterisiert werden. Insbesondere ist geplant, die Rolle und Bedeutung der Auto-ADP-Ribosylierung von Exoenzym S für die Regulation der GAP-Aktivität zu untersuchen und die Aminosäuren zu identifizieren, die durch Auto-ADP-Ribosylierung modifiziert werden. Es sollen die Regionen von RHO-Proteinen dargestellt werden, die für die Substraterkennung der GAP-Aktivität von Exoenzym S essentiell sind. Weiterhin ist geplant, zu untersuchen, ob Exoenzym T, das strukturell Exoenzym S verwandt ist, jedoch kaum ADP-Ribosyltransferase-Aktivität besitzt, ebenfalls GA-Aktivität besitzt und gleichen Regulationsprinzipien unterliegt wie Exoenzym S. Durch Konstruktion von Toxinchimären, die das Clostridium botulinum C2-Toxin zur Basis haben, soll ein Keim-unabhängiger Transport von Exoenzym S in Zielzellen ermöglicht werden. Schließlich wird in Kooperation mit dem Labor von Prof. Oschkinat (Berlin) die NMR-Strukturanalyse von Exoenzym S angestrebt.