Dissertation gesperrt bis 31.01.2027
Nichttyphoidale Salmonellen sind weltweit verbreitete obligat pathogene, gramnegative Stäbchenbakterien, die beim Menschen in erster Linie Durchfallerkrankungen verursa-chen. Grundlage der Pathogenität von Salmonella enterica subspecies enterica serovar Typhimurium, kurz S. Typhimurium ist das sogenannte Typ-III-Sekretionssystem (T3SS). Hierbei handelt es sich um einen nadelähnlichen Komplex, der S. Typhimurium befähigt, Effektorproteine direkt in die Wirtszelle zu injizieren. Entscheidender Bestandteil des T3SS ist der Exportapparat, auf den sich diese Arbeit konzentriert. Er setzt sich aus fünf hydrophoben Transmembranproteinen, namentlich InvA, SpaS, SpaP, SpaQ and SpaR, zusammen. Aufgrund der Unabdingbarkeit des Exportapparat für die Konstruktion funktionsfähiger Injektionsapparate und Flagellen ist anzunehmen, dass die Assemblie-rung des Exportapparat auf verschiedenen Ebenen inklusive der Translation streng regu-liert ist. Daten der Arbeitsgruppe von Samuel Wagner deuten darauf hin, dass spaQ und spaR translational gekoppelt sind. Unter translationaler Kopplung versteht man das Prin-zip, dass die effiziente Translation eines Gens abhängig ist von der Translation des un-mittelbar vorhergehenden Gens. Die translationale Kopplung von spaQ und spaR könnte ein wichtiger Mechanismus sein, um eine Überexpression von SpaR zu verhindern. In dem Exportapparat folgen auf SpaR vier SpaR-ähnlichen Objekte, bestehend aus je einem SpaP und einem SpaQ. Eine Überexpression von SpaR könnte daher zu einer fehlerhaften SpaR-SpaR-Assemblierung führen, die eine korrekte Assemblierung des gesamten Injektionsapparats verhindert. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Rolle der translationalen Kopplung von spaQ und spaR bei der Assemblierung des Exportapparats im T3SS genauer herauszuarbeiten. Hierzu wurden mittels in vivo photocrosslinking S. Typhimurium-Mutanten mit einer destabilisierten spaQ mRNA-Stammschleifenstruktur sowie mit einer 20-Basenpaar-Spacer-Sequenz zwischen spaQ und spaR auf eine fehlerhafte SpaR-SpaR-Assemblierung getestet. Weiter wurde der Effekt des Abstandes von dem Stopp-Kodon von spaQ und dem Start-Kodon von spaR auf die Translation von spaR untersucht. Die Auswertung der Versuche erfolgte mittels SDS-PAGE und BN-PAGE gefolgt von einer Western-Blot-Analyse. Die Funktionalität der Konstrukte wurde mittels einer NanoLuc Luciferase-Sekretionsuntersuchung, einer quantitativen Sekretionsanalyse von T3SS-Effektorproteinen, erfasst. Zusammenfassend konnte die vorliegende Arbeit Belege dafür liefern, dass spaQ und spaR translational gekoppelt sind. Die translationale Kopplung von spaQ und spaR begrenzt strikt die Translation von spaR. Eine Überexpression von SpaR resultiert in fehlerhafter SpaR-SpaR-Assemblierung. Der Einfluss des Abstands zwischen dem Stopp-Kodon von spaQ und dem Start-Kodon von spaR auf die Stöchiometrie von SpaQ und SpaR konnte jedoch nicht abschließend geklärt geklärt werden. Ein genaueres Verständnis der Assemblierung des Exportapparats, die auf verschiedenen Ebenen inklusive der Translation strikt reguliert ist, kann die Entwicklung neuer antiinfektiver Strategien, die am T3SS ansetzen, ermöglichen.
