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b'Das \\u03c354-abh\\xe4ngige Regulatorprotein FhlA aktiviert die Transkription der f\\xfcr die\\nBildung eines funktionellen Formiat-Hydrogen-Lyase-Komplexes n\\xf6tigen Gene. Hierf\\xfcr weist\\nes eine Reihe von Aktivit\\xe4ten auf, n\\xe4mlich ATP-Hydrolyse, Interaktion mit E\\u03c354 und\\nStimulierung der Transkription. Die Aktivit\\xe4t von FhlA wird durch Bindung von Formiat und\\nvon spezifischen DNA-Sequenzen (UAS) stimuliert und durch HycA negativ beeinflu\\xdft.\\nSequenz\\xe4hnlichkeiten von FhlA zu anderen Transkriptionsaktivatoren lassen auf einen\\nAufbau aus drei Dom\\xe4nen schlie\\xdfen. Die in der vorliegenden Arbeit erfolgte Struktur-\\nFunktions-Analyse lieferte wichtige Ergebnisse \\xfcber die Dom\\xe4nenstruktur und den\\nWirkungsmechanismus von FhlA.\\nIn vivo- und in vitro-Analysen der C-terminalen H\\xe4lfte von FhlA (FhlA-C, Aminos\\xe4uren\\n379 bis 693 von FhlA), welche die Dom\\xe4nen B, C und D von FhlA umfa\\xdft, zeigten, da\\xdf\\ndieser Teil von FhlA s\\xe4mtliche f\\xfcr die Transkriptionsaktivierung und ATP-Hydrolyse\\nben\\xf6tigten Bereiche enth\\xe4lt. Beide Aktivit\\xe4ten von FhlA-C sind konstitutiv, bed\\xfcrfen also\\nnicht mehr der Aktivierung durch Formiat-Bindung. Durch die Bindung von DNA konnte die\\nAktivit\\xe4t von FhlA-C jedoch gesteigert werden, wobei bei spezifischer DNA ein st\\xe4rkerer\\nEffekt als bei unspezifischer zu beobachten war. Aus den Ergebnissen wurde ein Modell\\nabgeleitet, in welchem die N-terminale Dom\\xe4ne von FhlA im nicht-induzierten Zustand einen\\nhemmenden Einflu\\xdf auf die Aktivit\\xe4t des restlichen Proteins hat. Formiat-Bindung an die\\nN-terminale Dom\\xe4ne hebt diese Hemmung auf und bewirkt eine Steigerung der Aktivit\\xe4t von\\nFhlA durch Erh\\xf6hung der Affinit\\xe4t f\\xfcr ATP. Auch die HycA-Suszeptibilit\\xe4t konnte der\\nN-terminalen Dom\\xe4ne zugeordnet werden. Dar\\xfcberhinaus besitzt die N-terminale Dom\\xe4ne\\neine strukturelle Funktion, da sie f\\xfcr die Oligomerisierung von FhlA verantwortlich ist. Es\\nkonnte gezeigt werden, da\\xdf die Bindung von ATP an FhlA eine \\xc4nderung der Konformation\\noder des Oligomerisierungszustandes des Proteins zur Folge hat.\\nEine Studie zur Verbreitung des FhlA-Regulationssystems ergab, da\\xdf in mehreren\\nSpezies der Familie Enterobacteriaceae sowohl ein zu FhlA orthologes Protein als auch\\nHomologe zu hyc- oder hyp-Genen existieren. Die Sequenz von fhlA aus S. typhimurium,\\nE. aerogenes und K. oxytoca wurde bestimmt. Sie zeigt \\xfcber die gesamte L\\xe4nge gro\\xdfe\\n\\xc4hnlichkeit zu FhlA von E. coli, wobei der Grad der Identit\\xe4t der Gene und Proteine den\\nphylogenetischen Verwandtschaftsverh\\xe4ltnissen entspricht. Die FhlA-Orthologe aus E. aerogenes\\nund K. oxytoca k\\xf6nnen FhlA aus E. coli funktionell ersetzen und zeigen auch in ihrer\\nAktivit\\xe4t hinsichtlich der Stimulierbarkeit durch Formiat und Anaerobiose gro\\xdfe \\xdcbereinstimmung.\\nDesweiteren beeinflu\\xdft auch HycA von E. coli die Aktivit\\xe4t der orthologen\\nProteine, was wiederum die nahe Verwandtschaft der Regulationssysteme zeigt.\\nIm Hauptteil dieser Arbeit konnte der Beweis erbracht werden, da\\xdf das HydH/G-Zwei-\\nKomponenten-System die Expression von zraP aktiviert, einem stromaufw\\xe4rts von hydH\\ngelegenen, in divergierender Richtung orientierten Gen. F\\xfcr gereinigtes HydG wurde durch\\nGelretardationsexperimente und DNase I Footprinting-Analyse eine Bindestelle identifiziert,\\ndie im intergenen Bereich zwischen hydHG und zraP liegt. Diese 55 bp lange Region umfa\\xdft\\nzwei jeweils 17 bp lange Bereiche mit der Sequenz GAGTAAAAATGACTCGC, die als\\ninverted repeat angeordnet sind. Diese Bindestelle wirkt als UAS in beide Richtungen. Als\\nausl\\xf6sender Stimulus f\\xfcr die Expressionsaktivierung von zraP durch HydH/G konnte eine\\nZn2+-Konzentration im Medium von mehr als 0,5 mM identifiziert werden. Pb2+ war zu einem\\ngewissen Grad in der Lage, Zn2+ in der Funktion als Induktor zu ersetzen, jedoch erfolgte\\nkeine Aktivierung durch Ni2+, Co2+, Mn2+, Fe2+, Mg2+, Cu2+, Cd2+ oder Hg2+. Gleichzeitig ist\\nHydH/G einer positiven Autoregulation unterworfen, die durch die gleichen Metalle induziert\\nwird. Sowohl f\\xfcr die durch HydH/G induzierte Expression von zraP als auch von hydHG\\nkonnte eine Abh\\xe4ngigkeit von \\u03c354 gezeigt werden. Der Einflu\\xdf von HydH/G auf die\\nRegulation der Gene f\\xfcr die Hydrogenase 3 tritt entgegen fr\\xfcherer Postulate nur bei\\n\\xdcberproduktion des Regulators auf und ist auf "cross-talk" zur\\xfcckzuf\\xfchren. Zweidimensionale\\nGelelektrophorese erbrachte Hinweise auf weitere durch HydG in ihrer\\nzellul\\xe4ren Konzentration beeinflu\\xdfte Proteine. Obwohl zraP im Zusammenhang mit Zink-\\nToleranz identifiziert worden war, zeigten die Ergebnisse keinen Einflu\\xdf von HydH/G oder\\nZraP auf die Zink-Toleranz der Zellen.'