Proteintoxin-Komplexe von Photorhabdus luminescens

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Aktories
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Pharmakologie ; Strukturbiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 183175329

Photorhabdus luminescens lebt in Symbiose mit Nematoden, die Insektenlarven befallen. In den Larven werden die Bakterien aus den Würmern freigesetzt und produzieren Toxine, die schließlich die Insekten abtöten. Eines der potentesten Toxine von P. luminescens ist der dreiteilige Tc-Toxinkomplex, der ebenfalls in humanpathogenen Yersinien vorkommt. Der Toxinkomplex besteht aus den Komponenten TcA, TcB und TcC, die wiederum in zahlreichen Isoformen vorliegen. TcA ist die Bindungskomponente, TcC die zytotoxische Komponente und TcB ein Linker zwischen TcA und TcB. In dem Projekt untersuchen wir die Struktur-Funktions-Beziehung der TcC-Komponenten TccC3 und TccC5, die die Polymerisation von Aktin durch ADP-Ribosylierung an Thr-148 und die Aktivierung von Rho-Proteinen durch ADP-Ribosylierung an Gln-61/63 bewirken. Aminosäuren, die für die Enzymaktivität essentiell sind, werden identifiziert und ihre funktionelle Bedeutung durch Toxizitäts-Untersuchungen bzw. Messung der ADP-Ribosyltransferase-Aktivität geprüft. Da die Cryo-Elektronenmikroskopie ein neues Modell eines Injektionsspritzen-ähnlichen Mechanismus der Toxin-Aufnahme ergab, wollen wir den Transport von TcC mit molekularbiologischen, biochemischen und elektrophysiologischen Methoden aufklären. Die Interaktion von TcA mit der Zellmembran und die Endozytose des Toxin-Komplexes werden untersucht. Schließlich sollen die biologischen Aktivitäten der Toxin-Komponenten TccC2 und TccC4, deren zytotoxische Wirkmechanismen bislang nicht bekannt sind, charakterisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen