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b'Das Cad-System von E. coli geh\\xf6rt zu den S\\xe4ure-induzierbaren Aminos\\xe4ure-Decarboxylase-Systemen und spielt eine wichtige Rolle bei der S\\xe4ureschutzantwort. In diesem System erfolgt die Reizwahr-nehmung, Signaltranslokation \\xfcber die Membran und Transkriptionsregulation durch ein einziges Protein, n\\xe4mlich CadC. In Gegenwart von induzierenden Bedingungen (niedriger pH-Wert und Lysin) aktiviert CadC die Expression des cadBA-Operons, dadurch kommt es zur Decarboxylierung von Lysin zu Cadaverin und CO2 durch die Lysin-Decarboxylase CadA und zum Export von Cadaverin durch den Lysin/ Cadaverin-Antiporter CadB. Dabei werden Protonen aus dem Cytoplasma entfernt und der extrazellul\\xe4re pH-Wert durch das basische Cadaverin erh\\xf6ht. Das Lysin-Transportprotein LysP inhibiert die cadBA-Expression bei nicht-induzierenden Bedingungen, das bei der Decarboxylierung gebildete Cadaverin \\xfcbt einen negativen R\\xfcckkopplungseffekt auf die Expression von cadBA aus. \\nIm Rahmen der vorgelegten Arbeit wurden die Regulation des Cad-Systems durch CadC und die Lysin-spezifische Permease LysP, die Reizwahrnehmung durch CadC und die Struktur von CadC untersucht. Mittels Transkriptions- und Translationsanalysen wurde das Cad- System u. a. in E. coli MG1655 (Wildtyp) und E. coli MG1655-lysP211 (lysP-negativ) untersucht. Die cadBA- Expression war in E. coli MG1655-lysP211 deutlich h\\xf6her als im Wildtyp, als Folge dessen war auch die relative Menge an CadA und die Konzentration an extrazellul\\xe4rem Cadaverin erh\\xf6ht. Des Weiteren war in dieser Mutante durch den Wegfall des Repressors LysP der Bedarf an extrazellul\\xe4rem Lysin als Induktor der cadBA-Expression vollst\\xe4ndig eliminiert. In Zusammenarbeit mit dem Institut f\\xfcr Theoretische Physik der Universit\\xe4t zu K\\xf6ln wurde anhand der f\\xfcr E. coli MG1655 (Wildtyp) gemessenen Daten ein mathematisches Modell erstellt und mit Hilfe dieser Daten die Dynamik des Cad-Systems in E. coli MG1655-lysP211 berechnet. Die in vivo bestimmten Ergebnisse wurden durch die in silico erhaltenen Daten sehr gut wiedergegeben. \\nIn der vorliegenden Arbeit konnte auch gezeigt werden, dass CadC kein Sensor f\\xfcr Lysin ist. In vitro Experimente (ITC-Messungen, Tryptophanfluoreszenz-Messungen) ergaben, dass CadC nur eine extrem niedrige Affinit\\xe4t f\\xfcr Lysin aufweist, in vivo war ein bestimmter Schwellenwert f\\xfcr die Induktion der cadBA-Expression n\\xf6tig, ansonsten hatte die Lysin- Konzentration keinen Einfluss. Da Lysin somit nicht durch CadC wahrgenommen wird und deshalb die Interaktion zwischen CadC und dem Transportprotein LysP nicht \\xfcber die Konkurrenz beider Proteine um das Substrat Lysin erfolgt, beruht die Lysin-Abh\\xe4ngigkeit der cadBA-Expression vermutlich auf einer direkten Interaktion zwischen CadC und LysP. In vitro konnten CadC und LysP in Proteoliposomen quervernetzt werden, dies indizierte eine Affinit\\xe4t beider Proteine zueinander. Das Vorhandensein von Lysin l\\xf6st die Interaktion zwischen CadC und LysP auf und ist somit ein wichtiger Schritt f\\xfcr die Aktivierung von CadC. \\nDurch Messungen der intrinsischen Tryptophanfluoreszenz mit der periplasmatischen Dom\\xe4ne von CadC (CadC188-512) konnte gezeigt werden, dass diese eine Affinit\\xe4t f\\xfcr den Inhibitor Cadaverin aufweist, der KD-Wert hierf\\xfcr betrug 96 \\xb5M. In vivo Experimente best\\xe4tigten, dass das Vorhandensein der periplasmatischen Dom\\xe4ne f\\xfcr die Hemmung der cadBA-Expression durch Cadaverin essentiell ist. Somit scheint die Inhibierung der cadBA-Expression durch Cadaverin \\xfcber eine direkte Interaktion mit der periplasmatischen Dom\\xe4ne von CadC zu erfolgen \\nIn Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl f\\xfcr Biologische Chemie der Technischen Universit\\xe4t M\\xfcnchen wurden Strukturuntersuchungen zu CadC188-512 und CadC mittels 3D-Kristallisation durchgef\\xfchrt. CadC188-512 konnte sehr gut \\xfcberproduziert und gereinigt werden, und es entstanden bereits Kristalle, von denen einer am Synchrotron vermessen werden konnte. Die Aufl\\xf6sung (2,5 \\xc5) war jedoch f\\xfcr eine Strukturaufkl\\xe4rung noch zu gering. \\nIn der periplasmatischen Dom\\xe4ne von CadC befinden sich zwei Cysteinreste. Mit Hilfe von in vitro Experimenten konnte die Ausbildung einer Disulfidbr\\xfccke in CadC188-512 best\\xe4tigt werden. Durch die Reduktion der Disulfidbr\\xfccke war die Affinit\\xe4t f\\xfcr den Ligand Cadaverin geringf\\xfcgig vermindert. Das Aufl\\xf6sen der Disulfidbr\\xfccke k\\xf6nnte ein wichtiger Mechanismus f\\xfcr die Aktivierung von CadC darstellen. Wurde die Ausbildung einer Disulfidbr\\xfccke durch die Substitution der Cysteinreste durch Alanin verhindert, so wurde die cadBA-Expression in vivo Lysin-unabh\\xe4ngig aktiviert. M\\xf6glicherweise repr\\xe4sentieren diese CadC-Derivate ein \\u201esemi-aktives\\u201c CadC, das f\\xfcr eine volle Aktivierung nur noch einen Reiz ben\\xf6tigt.'