Untersuchung des Proteins CagP im Hinblick auf seine Funktion für den Cag Typ IV-Sekretionsapparat in Helicobacter pylori

Beißwenger, Vera (2024): Untersuchung des Proteins CagP im Hinblick auf seine Funktion für den Cag Typ IV-Sekretionsapparat in Helicobacter pylori. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Helicobacter pylori ist ein humanpathogenes Bakterium, welches die Magenschleimhaut besiedelt, was unter anderem zu Magen-, bzw. Duodenalulcera, MALT-Lymphomen und Magenkarzinomen führen kann. Einer der wichtigsten Faktoren für die Rolle von H. pylori als Risikofaktor für diese Erkrankungen ist dessen sogenannte cag Pathogenitätsinsel (cag PAI), ein genomischer Bereich, den nicht alle H. pylori Stämme besitzen. Diese kodiert den cag Typ IV-Sekretionsapparat, der dafür verantwortlich ist, CagA und weitere Moleküle in Zellen des Magens zu sezernieren, welche zu verschiedenen Veränderungen der Wirtszelle führen und letztendlich Magenkarzinome auslösen können. Das Effektorprotein CagA wurde deshalb als Onkoprotein klassifiziert. Bisherige Therapien einer H. pylori Infektion konzentrieren sich auf die Eradikation des Bakteriums mit Hilfe von Antibiotika. Doch steigende Resistenzraten gegen Antibiotika weltweit machen Alternativen in der Behandlung einer H. pylori Infektion notwendig. Um neue Therapieansätze für eine H. pylori Infektion zu finden und ein Verständnis für die Entstehung von Magenkrebs durch H. pylori zu gewinnen, sind bessere Kentnisse über die einzelnen Bestandteile des Sekretionsapparats und deren Zusammenspiel und Funktionsweise wichtig. Der Typ IV-Sekretionsapparat besteht aus etwa 25 Proteinen, die alle auf der cagPAI kodiert sind. In dieser Arbeit wurde der Fokus auf das Protein CagP gelegt, dessen Funktionsweise nicht geklärt ist, das aber für eine effiziente Typ IV-Sekretion benötigt wird. Das cagP-Gen scheint mit den Genen cagI, cagH, cagL und cagG in einem funktionellen Zusammenhang zu stehen. So werden zumindest CagI und CagL vermindert produziert, wenn cagP fehlt. Zur weiteren Untersuchung wurde in dieser Arbeit der kürzlich etablierte HiBiT Reporter Assay genutzt, mit dem die CagP-, CagG- und CagH-Proteinmengen unter verschiedenen Bedingungen quantifiziert werden konnten. Es konnte via HiBiT Reporter Assay gezeigt werden, dass CagH, nicht aber CagG, vermindert produziert wird, wenn cagP deletiert wird. Das Ungewöhnliche am cagP-Gen besteht darin, dass es zusammen mit einer kleinen, nicht-kodierenden RNA (HPnc2630) transkribiert wird. Der HiBiT Reporter Assay wurde genutzt um den Einfluss der kleinen nicht-kodierenden RNA HPnc2630 auf die CagP-Produktion zu evaluieren. Dabei wurde festgestellt, dass die CagP-Menge bei Deletion von HPnc2630 deutlich ansteigt, was die Aktivität eines vorhergesagten Terminators an deren 3‘-Ende bestätigt. Mit Hilfe eines Reporterassays wurde festgestellt, dass die CagA-Translokation bei cagP Deletion deutlich zurück geht. Bei Deletion von HPnc2630 stieg diese hingegen an. Bei Mutation des Startcodons von cagP ging die CagA Translokation interessanterweise weniger stark zurück als bei einer cagP Deletion. Dafür könnten alternative Startcodons verantwortlich sein, welche zur Folge haben, dass trotz Mutation des vorhergesagten cagP Startcodons noch CagP produziert wird. Die Menge von CagP, und auch CagH und CagG wurde außerdem unter verschiedenen äußeren Bedingungen untersucht, und es konnte festgestellt werden, dass die CagP-, und CagG-Menge bei Zellkontakt und bei längerer Inkubation in einer mikroaeroben Atmosphäre ansteigt. Ein saurer pH-Wert scheint die CagG-Produktion zu steigern. Der Transkriptionsfaktor HP1043, der viele Prozesse in H. pylori reguliert und eine Bindestelle innerhalb des cagP Promoters besitzt, beeinflusst die CagP-Produktion ebenfalls. Insgesamt geben die hier erarbeiteten Ergebnisse weitere Einblicke in die komplexe Funktionsweise des cag Typ IV-Sekretionsapparats und zeigen einen möglichen Regulationsmechanismus auf seine Bestandteile. Das Zusammenspiel der verschiedenden Sekretionsapparatkomponenten muss allerdings noch weiter untersucht werden, um ein genaues Bild der beteiligten Prozesse entwickeln zu können.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Mikrobiologie, Helicobacter pylori, Cag Typ IV-Sekretionsapparat, CagP
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 2. Mai 2024
• 1. Bericht­erstatter:in: Fischer, Wolfgang