Substratspezifitat der nicht-dbl-homologen G-Nukleotid-Austauschfaktoren SopE und SopE2 aus Salmonella typhimurium

Published: May 27, 2002, 11 a.m.

b'W\\xe4hrend der Abspaltung von der E. coli-Linie wurde durch die Aufnahme der Salmonella-Pathogenit\\xe4tsinsel\\n1 der Grundstein f\\xfcr die Entwicklung vom Kommensalen zum Pathogen\\ngelegt. Die hier kodierten Effektoren vermitteln ebenso wie einige au\\xdferhalb von SPI1 gelegene\\nEffektoren (z. B. SopE2) zentrale Virulenzeigenschaften. Zus\\xe4tzlich zu diesen konservierten\\nGenen gibt es einige variable Effektoren wie SopE, die erst in j\\xfcngerer Zeit erworben wurden\\nund auch heute noch durch horizontalen Transfer zwischen verschiedenen Salmonella-St\\xe4mmen\\nweitergegeben werden. Sie dienen wahrscheinlich der Optimierung der Wechselwirkung mit\\ndem Wirt.\\nIn dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die G-Nukleotidaustauschfaktoren SopE und das zu\\n69 % homologe SopE2 eine differenzielle Substratspezifit\\xe4t gegen\\xfcber den RhoGTPasen Cdc42\\nund Rac1 besitzen. W\\xe4hrend SopE und SopE2 vergleichbar gut an Cdc42 binden, wird Rac1 von\\nSopE deutlich st\\xe4rker gebunden als von SopE2. Die schw\\xe4chere Bindung von Rac1 an SopE2\\nf\\xfchrt in der Folge zu einer deutlich schw\\xe4cheren Aktivierung von Rac1. Zellkulturversuche\\nhaben gezeigt, dass diese biochemischen Unterschiede zumindest in einigen Zelltypen zu\\nunterschiedlichen Antworten (z. B. Morphologie des Aktinzytoskeletts) f\\xfchren. Es ist zu\\nvermuten, dass die Unterschiede der molekularen Eigenschaften von SopE und SopE2 einen\\nSelektionsvorteil f\\xfcr S. typhimurium-St\\xe4mme darstellen, die beide SopE-Homologe besitzen.\\nBei der Analyse der Kristallstruktur des SopE \\u22c5Cdc42-Komplexes zeigte sich, dass SopE eine von\\nder Struktur zellul\\xe4rer GEFs unabh\\xe4ngige L\\xf6sung gefunden hat, den Nukleotidaustausch an\\nRhoGTPasen zu katalysieren. In einer Mutagenesestudie konnten diejenigen Aminos\\xe4uren\\nidentifiziert werden, die das katalytische Zentrum von SopE bilden. Die Ergebnisse dieser Arbeit\\nsprechen daf\\xfcr, dass das katalytische Zentrum von SopE durch das 166 GAGA 169 -Motiv\\nrepr\\xe4sentiert ist. Dieses Motiv weist keine \\xc4hnlichkeiten zur katalytischen DH-Dom\\xe4ne\\neukaryontischer Rho-GEFs auf. Das deutet darauf hin, dass SopE durch konvergente Evolution\\nentstanden sein muss.\\nIn \\xe4hnlicher Weise wie in dieser Arbeit k\\xf6nnten auch in Eukaryonten durch funktionelle\\nAnalysen noch weitere, bisher unbekannte GEF-Familien identifiziert werden, deren\\nUntersuchung das Verst\\xe4ndnis der zellul\\xe4ren Signaltransduktionswege weiter f\\xf6rdern k\\xf6nnte.'