Phosphat-Shuttle in der Taxis-Signalkette von S. meliloti: NMR-Strukturanalyse von CheY2 und CheY2-P/CheA

• Antragsteller: Professor Dr. Rüdiger Schmitt
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5270746

Chemische Reize stimulieren in Zellen des Bodenbakteriums Sinorhizobium (Rhizobium) meliloti eine Histidinkinase-Signalkette, die den Flagellenmotor kontrolliert (Chemotaxis). Eine Besonderheit der Signalkette von S. meliloti sind zwei Responseregulatoren, CheY1 und CheY2, und das Fehlen einer CheZPhosphatase. Das aktive CheY2-P ist dominanter Regulator der Geißelrotation, CheY1 (Modulator) entzieht CheY2-P die Phosphatgruppe über eine thermodynamisch ungünstige Retro-Phosphorylierung der zentralen Histidinkinase (CheA). Dies ist der Schlüssel für eine schnelle (msec) Adaption an wechselnde Signale. Die Molekülstrukturen von CheY2 (inaktiv) und CheY2-P (aktiv) sollen mittels hochauflösender kernmagnetischer Resonanzspektroskopie (NMR) analysiert werden. Die Wechselwirkung zwischen CheY2-P und CheA soll biochemisch lokalisiert und die Teilstrukturen im Komplex mittels NMR bestimmt werden. Der erstmals (1998) von uns beobachtete Retrotransfer der Phosphatgruppe (Phosphat-Shuttle) entpuppte sich als verbreitetes Reaktionsprinzip bei Histidin-Autokinase-Signalketten. Wir erwarten Antworten auf zwei Fragen: 1. Welche besonderen Struktureigenschaften von CheY2 und CheY2-P ermöglichen den Phospho-Retrotransfer von CheY2-P auf CheA? 2. Wird die Phosphat-Translokation durch Bindung von CheY2-P an CheA kinetisch begünstigt?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Hans Robert Kalbitzer; Dr. Till Maurer