Characterisierung von gpsB-Suppressorgenen in Listeria monocytogenes

Das spate Zellteilungsprotein GpsB hat eine wichtige Funktion in der Zellwandbiosynthese in Gram-positiven Bakterien. In dem Humanpathogen Listeria monocytogenes interagiert GpsB mit dem Klasse A Penicillin-bindenden Protein PBP A1, welches an der Polymerisierung des Peptidoglykans im letzten Schritt der Zellwandbiosynthese beteiligt ist. Dabei ist GpsB essenziell fur die Aktivitat und die korrekte Funktion von PBP A1. Die Inaktivierung von gpsB in L. monocytogenes fuhrt zu einem Wachstumsdefekt bei erhohten Temperaturen. Dieser Phanotyp wird durch die Entstehung von spontanen Suppressormutationen in der gpsB-Deletionsmutante supprimiert, sodass durch die Genomsequenzierung dieser Suppressorstamme Gene identifiziert werden konnten, die im funktionellen Zusammenhang mit GpsB stehen. Durch die Charakterisierung dieser Suppressorgene wurde die von der ClpCP-Protease regulierte Akkumulation der UDP-GlcNAc 1-carboxyvinyltransferase MurA, welche den ersten Schritt der Peptidoglykanbiosynthese katalysiert, als Mechanismus zur Suppression des Hitze-sensitiven Phanotyps der gpsB-Deletionsmutante identifiziert. Innerhalb dieser Arbeit konnte den bis zum jetzigen Zeitpunkt uncharakterisierten gpsB-Suppressorgenen reoM (lmo1503) und reoY (lmo1921) ausgehend von der beobachteten MurA-Akkumulation in den jeweiligen Deletionsstammen eine Funktion in der ClpCP-abhangigen Degradation von MurA zugeordnet werden. ReoM wurde auserdem als Substrat der Serin/Threonin-Kinase PrkA und der Phosphatase PrpC identifiziert. Durch das Einbringen einer phosphoablativen Punktmutation wurde gezeigt, dass die Phosphorylierung von ReoM an Thr7 durch PrkA essenziell ist, da uber den Phosphorylierungszustand von ReoM der ClpCP-abhangige Abbau des ebenfalls essenziellen MurA-Proteins reguliert wird. Demzufolge besteht eine Verbindung zwischen der Erkennung von Zellwandfragmenten durch PrkA uber die Phosphorylierung von ReoM zur ClpCP-abhangigen Kontrolle der MurA-Stabilitat, an welcher ReoY ebenfalls beteiligt ist. Die Stabilisierung von MurA stimulierte ihrerseits die Peptidoglykanbiosynthese, welches in einer erhohten Cephalosporin-Resistenz resultierte.