Titelaufnahme

Titel
Structural characterization of TraG Delta and TraH Delta - two proteins of the Gram-positive conjugative plasmid plP501 / Christian Fercher
Verfasser/ VerfasserinFercher, Christian
Begutachter / BegutachterinKeller Walter
Erschienen2012
Umfang84 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Bakterielle Konjugation / Gram-positive Bakterien / Plasmid / Bakterielle Konjugation / Gram-positive Bakterien / Plasmid / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-42032 Persistent Identifier (URN)
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Structural characterization of TraG Delta and TraH Delta - two proteins of the Gram-positive conjugative plasmid plP501 [3.38 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Der konjugative Transport von Plasmid-kodierter Erbinformation zählt zu den wichtigsten Mechanismen des horizontalen Gentransfers (HGT). Bakterien benutzen diesen Mechanismus um spezielle Gene - oft handelt es sich dabei um Resistenzgene gegen bestimmte Antibiotikaklassen - über Artengrenzen hinweg zu übertragen. Der Vorgang der Konjugation konnte bei Gram-negativen (G-) Arten bisher recht genau untersucht werden, der zugrunde liegende Mechanismus in Gram-positiven (G+) Bakterien ist aber noch weitgehen unverstanden. In unserer Gruppe untersuchen wir daher das G+ konjugative Plasmid pIP501, welches zuerst in Streptococcus agalactiae entdeckt wurde und eine sehr breite Wirtsspezifität aufweist. Die Transferregion von pIP501 besteht aus einem Operon welches für 15 putative Transferproteine kodiert. Aufgrund einer signifikanten Sequenzähnlichkeit von drei dieser Transferproteine mit Proteinen des Tra-Typ 4 Sekretionssystem (T4SS) von Agrobacterium tumefaciens, wird eine ähnliche Wirkungsweise beider Systeme vermutet. Eines dieser homologen Proteine (TraG) ist eine funktionelle lytische Transglykosylase, welche im Verdacht steht den Murein Sacculus der Wirtszelle aufzulösen. Die Funktion von TraH, welches ebenfalls in dieser Arbeit strukturell charakterisiert wurde, ist derzeit nicht bekannt. Für die strukturelle und funktionelle Charakterisierung beider Proteine wurde eine Vielzahl an biophysikalischen und biochemischen Methoden eingesetzt. Bei den Experimenten wurden verkürzte Varianten von TraG und TraH verwendet, bei welchen die N-terminale Transmembranhelix entfernt wurde. Beide Proteine konnten erfolgreich gereinigt werden und kommen als Monomer in Lösung vor. Im Zuge dieser Arbeit konnte die Oberfläche von TraG und TraH mithilfe der Röntgen-Kleinwinkelstreuung (SAXS) bestimmt werden. Eine Strukturaufklärung auf atomarer Ebene könnte weitere Einblicke in den Assemblierungsprozess G+ Konjugationssysteme gewähren.

Zusammenfassung (Englisch)

Conjugative plasmid transmission is an important route for horizontal gene transfer (HGT). It can lead to accelerated propagation of bacteria with multiple antibiotic resistances including many human pathogens. The conjugative mechanism has extensively been studied in Gram-negative (G-) bacteria, whereas very little is known about the corresponding process in Gram-positive (G+) bacteria. In order to even this imbalance, we are studying the G+ conjugative plasmid pIP501 that was first discovered in Streptococcus agalactiae but can spread out among a very broad host range. Its transfer region is arranged in a single operon encoding fifteen putative transfer proteins which resemble a simplified type IV secretion system (T4SS). This assumption is based on a significant sequence similarity of three of its proteins with members of the Tra-T4S system from Agrobacterium tumefaciens. One of these homologues, namely the lytic transglycosylase (TraG), cleaves the murein sacculus of the host bacterium. It is therefore thought to be involved in the assembly of the core complex, responsible for the conjugative transport through the bacterial cell wall. The function of the other protein investigated in this work (TraH) still remains unclear. In this work, various biophysical and biochemical methods were employed to characterize the functional and structural properties of truncated variants of TraG and TraH missing their N-terminal trans-membrane helices. Both proteins were successfully purified and have shown to exist as monomers in solution. So far, only the low resolution small angle x-ray structure could be determined. Solving the proteins' structure at atomic resolution using x-ray crystallography might provide some more insights into the underlying assembly mechanism of G+ conjugation systems.