Gentransfer und die Evolution von Penicillin-resistenz: PBPs und nicht-PBP Gene in Labormutanten und klinischen Isolaten von Streptococcus pneumoniae

• Antragstellerin: Professorin Dr. Regine Hakenbeck
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Mikrobiologie und Mykologie, Hygiene, Molekulare Infektionsbiologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 73111189

Verschiedene Komponenten sind an der Entwicklung von Beta-lactamresistenz in Streptococcus pneumoniae.beteiligt. Am bedeutendsten sind die Targetenzyme dieser Antibiotika, die Penicillin-bindenden Proteine (PBP). Änderungen in mindestens drei PBP sind notwendig für eine hohes Resistenzniveau. In einigen resistenten Stämmen ist auch MurM verändert, und vermittelt Resistenz in Gegenwart mutierter PBP. PBP sind die Haupt-Transpeptidasen bei der Biosynthese des Peptidoglykans, wo sie verantwortlich für die Quervernetzung der Peptidoglykanuntereinheiten sind. MurM modifiziert diese Untereinheiten und trägt zur Synthese von Interpeptidbrücken bei. In resistenten Labormutanten, das Zwei-Komponentensystem CiaRH ist aktiviert über Mutationen in der Histidin-Proteinkinase CiaH. Wir konnten zeigen, dass die zellwand-assoziierte Serine-protease/Chaperon HtrA, die Teil des Cia Regulons ist, GFP-PBP2x-Derivate angreift. Darüber hinaus ist die Biosynthese des Hauptglykolipids in Pneumokokken gestört durch Mutationen in der Glykosyltransferase CpoA.. All diese Komponenten sind wichtig für Zellwachstum und Teilung, wobei einige davon am Septum lokalisieren wie PBP2x, PBP1a, HtrA und, wie wir hier zeigen werden, auch CiaH.Das vorliegende Projekt thematisiert die Interaktion dieser Komponenten während der Entwicklung von Beta-Laktamresistenz. Ein Teil betrifft Mutationen, die während Transformantionsversuchen von S. pneumoniae entstanden mit DNA hochresistenter kommensaler Spezies. In einer zweiten Versuchsserie soll die Beteiligung von Genen am Resistenzphänotyp eines hoch-resistenten Klons von S. pneumoniae Hungary19A-6 aufgezeigt werden. In diesem Klon sind murM und ciaH verändert zusätzlich zu drei PBPs. Weitere Experimente betreffen die Lokalisierung von PBP2x mittels GFP-Fusionsproteinen, einschließlich einer Analyse der Rolle von HtrA bei der Qualitätskontrolle von PBP2x Mutanten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen