Funktionen und Eigenschaften der ß-Citrat-Lyase-ähnlichen Proteine

• Antragsteller: Professor Dr. Ivan A. Berg
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 208327442

Selbst in den bestuntersuchten Modellorganismen wie z.B. Corynebacterium glutamicum, Pseudomonas aeruginosa oder Salmonella enterica ist die Funktion vieler Gene noch unbekannt. Vor kurzem haben wir gezeigt, dass CitE-ähnliche Proteine in Yersinia pestis und P. aeruginosa als (S)-Citramalyl-CoA-Lyase beim Abbau von Itaconat beteiligt sind. Dabei wurde klar, dass der Itaconatstoffwechsel bei der Pathogenese als ein Persistänzfaktor dient. Aufbauend auf diesen Arbeiten soll die bislang auf in-vitro-Tests mit rekombinanten Enzymen basierten Untersuchungen des Itaconatabbaus, auf in vivo Untersuchungen von Salmonella Tymphimurium übertragen. Diese sollen auch während der Infektion unter Nutzung eines Mausmodells in enger Kooperation mit Prof. Wolf-Dietrich Hardt (ETH Zürich) untersucht werden. Darüber soll die funktionelle Diversität CitE-Familie-Proteine untersucht werden. Gemäß unserer vorläufigen Daten mit myko - und halobakterielle CitE-Proteine katalysieren diese eine bislang unbekannte (R)-3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-Lyase-Reaktion, welche in einem neuartigen Leucinabbau-Weg teilnimmt. Darüber hinaus dient sie C. glutamicum als eine Malyl-CoA-Thioesterase fungiert; weitere unbekannte Funktionen werden vermutet. Basierend auf den Vorabeiten sollen folgende Forschungsziele angegangen werden: (i) Aufklärung der Bedeutung des Itaconatabbaus bei der Pathogenese am Beispiel von Salmonella enterica serovar Typhimurium; (ii) Aufklärung eines neuartigen Leucinabbauweges; (iii) Nachweis der Funktion des CitE-Proteins von C. glutamicum im "metabolic proofreading" Prozess (zusammen mit Prof. Michael Bott, Jülich); (iv) Erzielen von Einblicken in neuartige Funktionen anderer CitE-Proteine, und (v) Verständnis der strukturellen Basis der Funktionsweise neuartiger CitE-Proteine (Kooperation mit Dr. Ulrich Ermler, Frankfurt).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen