Studying the interactions between regulatory proteins of nitrogen fixation in Klebsiella pneumoniae to gain deeper insights in the molecular mechanisms of regulation

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In Klebsiella pneumoniae wird die NifA-abhängige Transkriptionsaktivierung der nitrogen fixation (nife)-Gene durch NifL in Abhängigkeit von molekularem Sauerstoff und Ammonium reguliert. Der Mechanismus dieser Regulation beruht auf der unterschiedlichen Lokalisierung des negativen Regulators NifL in Abhängigkeit von den Umweltsignalen. Nur in Abwesenheit von Sauerstoff und Ammonium liegt NifL Membran-assoziiert vor und ermöglicht somit die NifA-abhängige Aktivierung der nif-Gene im Cytoplasma. Ziel des dargestellten Projektes ist es, (i) den initialen Membrankontakt des NifL-Proteins zu analysieren und den Elektonentransfer von der anaeroben Atmungskette auf den NifL-gebundenen FAD-Kofaktor zu charakterisieren. Hierbei soll insbesondere geklärt werden, ob der NifL-Kontakt mit der Cytoplasmamembran unspezifisch erfolgt oder über einen Rezeptor vermittelt wird. (ii) Hinsichtlich des Stickstoffsignals soll der molekulare Mechanismus der Signalübertragung auf NifL durch den Stickstoffsensor GlnK analysiert werden. Durch unterschiedliche methodische Ansätze wird die Interaktion zwischen NifL und GlnK charakterisiert und aufgeklärt, wie GlnK die Lokalisierung des NifL-Proteins in Abhängigkeit von dem Stickstoffstatus der Zelle beeinflusst. Weiterhin wird angestrebt, die mögliche Funktion des Ammoniumtransporters AmtB in der Stickstoffregulation und in Bezug auf die Stickstoffsensierung zu definieren.