Transport- und Sekretionssysteme Flashcards
Wie ist das 2-Komponenten-System aufgebaut?
Sensorkinase (SK):
- variable Input-Domäne
- konservierte Transmitterdomäne (His-P und ATP)
Response-Regulator (RR)
- konservierte Receiver-Domäne (Asp-P)
- variable Output-Domäne
Wie funktioniert das 2-Komponenten-System?
- Signal v. Input-Domäne detektiert –> Signaöübertragung dr. Konformationsänderung –> Autophosphorylierung der Transmitterdomäne
- Phosphattransfer zur Receiver-Domäne –> Aktivierung Output-Domäne –> Antwort
Welches System wir bei Zellstress aktiviert und wie funktioniert es?
Rcs-System zur Kapsel-Biosynthese
- Stresssignal von transmembrane SK RcsC in IM detektiert
- Phosphattransfer über RcsD auf RR RcsB in IM
- Aktivierung der Transkription dr. Bindung v. RcsAB-Heterodimer an Promotorsequenz
- RcsF: alternative SK in OM
Wie verläuft die Chemotaxis?
- Signal: Chemorezeptoren in Membran (MCP = methyl accepting chemotaxis proteins) methyliert –> CheW (Adaptor) –> CheA (SK) autophosphoryliert –> P von CheA auf CheY –> Che Y bindet an Motor des Flagellums –> Drehrichtung zu CW –> Taumeln
- kein Signal: MCP demethyliert –> CheA nicht phosphoryliert –> CheB wird phosphoryliert –> CCW –> Schwimmen
Wie funktionieren die lux-Gene?
- zelldichte-abh. Kontrolle der Transkription der lux-Gene
- LuxI: AHL-Synthase, LuxR: zelldichte-abh. TF
- geringe Dichte: luxI auf Grundniveau transkribiert –> AHL ins Medium
- hohe [AHL]: AHL interagiert m. LucR –> Komplex bindet an Promotorregion (lux-Boxen) des Operons LuxCDABEG –> Aktivierung der Transkription –> Induktion der Lumineszenz u. pos. Rückkopplung, da lux-Operon neben Gene gür Lumineszenz (Enzym Luciferase) auch luxI-Gene kodiert
Was ist Quorum Sensing
- Emssung der Zelldichte der Population über chem., interzelluläre Kommunikation
- Aktivierung best. Gene bei best. Zelldichte
- Biofilm, Biolumineszenz, Virulenz
Was sind Autoinducer?
- membrangängige Signalmoleküle
Autoinducer-1 (AHL): innerartl. Kommunikation, Autoinducer-2: zw.artl. kommunikation
- werden ins Medium abgegeben –> bei best. Konz.: Rezeptoren aktivieren Autoinduktion –> Aktivierung v. Genen, die auch Autoinducer prod. –> pos. Rückkopplung bei hoher Zelldichte
- volständiger Aktivierung des Rezeptors –> Regulation anderer Gene (zB Induktion v. Luciferase zur Bioluminszenz)
Nenne die 2 Mechanismen bei der Osmoregulation bei Plasmolyse!
- K+-Aufnahme (osmoprotectants)
2. Aufnahme od. Neubildung v. kompatiblen Soluten (Glycinbatain, Trehalose etc.)
Welches 2-Komponenten-System wird bei der Osmoregulation verwendet?
- OmpC u. OmpF (Porine)
- EnvZ (SK) u. OmpR (RR): bei Phosphorylierung: aktiviert Transkription v. ompC-Gen, unterdrückt Transkription v. ompF
- hohe Osmolarität: [OmpC]
- niedrige Osmolarität: [OmpF]
Was ist das c-di-GMP? Nenne ein Bsp.
- sec messenger für Biofilm-Bildung u. Wechsel zw. motil u. sessil
- hohe Konz. –> Biofilm
- niedrige Konz. –> motil
- Synthese: aus 2x GTP dr. Diguanylatcyclase (DGC) u. Phosphodiesterase (PDE)
zB Caulobacter crescentus
- versch. Lebenszyklen
- Swarmer zur Verbreitung: 1 Tochterzelle m. Stalk (an Oberfläche)
- stalked Zelle zur Reproduktion
Wie wird die Motilität kontrolliert?
- DgcE/N/Q/Z: katalysieren c-di-GMP-Synthese, reguliert also dessen Konz., Teil der Curli-Signal-Kaskade (Curli-Fasern bilden Netz zum Schutz)
- PdeH: c-di-GMP-Phosphodiesterase, kontrolliert Wechsel zw. Motilität u. Adhäsion dr. Regulation v. c-di-GMP, Curli-Synthese
- Kaskade: 2c-di-GMP-Kontrollmodule, in denen c-di-GMP dr. DgcE/PdeH-Paar kontrolliert wird u. Aktivität v. DgcM/PdeR-Paar reguliert –> reguliert TF MlrA u. Expression des Masterregulators csgD –> Biofilm
- PdeH weg –> k. Schwimmen
- YcgR: Flagellenbremse –> verhindert Rotation, bindet an c-di-GMP –> bindet Flagellenmotor u./od. FliG u. FliM –> Motor langsamer –> Motilität geht runter
Welche SS sind sec-abh., welche sec-unabh.?
sec-abh.: T2, T5
sec-unabh.: T1, T3. T4
Was ist das Sec-System?
- Signalpeptid v. Proteinen bindet an Chaperon Ffh, aber Faltung verhindert
- Chaperon SecB bindet
- SecA: Transportmotor, erkennt Signalsequenz u. bringt Protein zum Translokator Sec YEG
- ATP-Hydrolyse
- SecA zieht Peptid mit sich
- Signalpeptidase spaltet Signalpeptid ab u. Protein wird ins Periplasma gelassen
- nicht essentiell: Komplex SecDF (YajC)
Was ist das TAT-System?
- für gr. u. gefaltete Proteine
- Arg-Arg-Motiv an Peptid (sec-avoidance-signal)
- vollst. Translation u. Faltung –> Signalpeptid wird im Cytoplasma erkannt –> Bindung an TatBC-Komplex –> Assemblierung v. TatA an TatBC/Substrat-Kompex –> Translokation über Membran –> Abspaltung v. Signalpeptid u. Freisetzung
- TatE: auch Transport
Was ist das T1SS?
- sec-unabh.
- 1 Schritt
- äußeres Mebranprotein TolC: bildet Pore in OM
- ABC-Transporter Hämolysin B HlyB in IM treibt Transp. an, erkennt S
- HlyD verbindet TolC u. HlyB –> überbrückt perplasmat. Raum
Was ist T2SS?
- sec-abh.
- verwandt m. T4P, nicht T4SS
OM: Sekretin GspD (bildet Pore) ist assoziiert m. Lipoprotein GspS zur Stabilisierung
IM: GspC interagiert m. GspD –> Kontrolle Transp. - Assoziation GspC, GspL, GspM –> Schutz vor Enzymen - GspF: Transmembranprotein
- GspL: Interaktion m. ATPase –> Assoziation
- GspE: ATPase
- Schritt: Sec u. Tat: Transp. über IM ins Periplasma
- Schritt: Transp- über SS über OM nach außen
zB Chloretatoxin
Was ist T4P?
- Lokomotion, Adhösion, DNA-Aufnahme, Proteinsekretion
- aus polymersiertem Pilin (hydrophobe Interaktion der N-Termini)
- Prepilin-Protease zur Reifung, ATPase, IM Kernprotein, OM Sekretin
Was ist T3SS?
- sec-unabh.
- 1-Schritt
- Basis, inneren Stab, Nadel
- Effektoren: in Wirt sezerniert u. unterstützen Infektion
- Chaperone: binden Effektoren im Zytoplasma –> Schutz vor Abbau u. Aggregation u. leiten zum Nadelkomplex
- Vl. Proteine gehören zu Operonen (Pathogneitätsinsel (SPI) bei Salmonella)
- Kontakt zw. Nadel u. Wirt –> Zuerst werden Translokatoren ausgeschieden –> erzeugen Öffnung od. Kanal in Wirtsmembran –> Sekretion v. Effektoren/Toxinen + Bausteinen des Injektisoms (Abb.) = Nadel-Komplex von G- (Pathogene) –> Pathogenität
- Insezieren Toxine = direkte Sekretion der Toxine in eine Wirtszelle
- Pore in der Wirtszelle - Translokon Nadel
- ATP/PMF-abh.
- homolog bei Flagellen (unterer Teil ist ähnl.)
- Regulation dr. T3S-TF: k. Sekretion –> Chaperon an Effektor gebunden
Was ist T4SS?
- Sec-unabh., 1 Schritt
- Für untersch. Substrate: Proteine, Protein-DNA, DNA, Protein/Phospholopid
- Gram-/Gram+
- z.B. Konjugation, natürl. Transformation, Effektoren (Toxinsekretion, z.B. Legionella; Agrobacterium, z. B. T-DNA)
- F-Pilus hat einen Kanal (ca. 2 mm Durchmesser)
- Innen negativ geladen (partiell) für bessere DNA-Übertragung
- 5 Komplexe (Vir-Proteine)
Was ist T5SS?
• 2 Schritte, sec-abh.
• Autotransporter: m. Hidomänen-Proteine, die Pore u. Substrate (“passenger domain”)
• Gelangen über Sec-System ins Periplasma, C-terminale Domäne, die Transportkanal aufbaut, Rest: N-terminale Passagier-Domäne, wird dr. Kanal geschleust
• 2 Partner-Systeme (Substrat/Pore)
○ Translokator (tpsB)
○ Effektor
○ TpsA: seine Sekretionsdomäne wird erkannt –> Sekretion
○ TpsB: Kanalbildung in OM
• NalP: Autotransporterprotein
• N-terminale u. C-terminale Domäne, Protease IgA1
• 2 Adhäsionsfaktoren, z. B. Toxine etc.
Was ist T6SS?
• 1-Schritt-System
• Bakteriophagen-ähnl. (Speer)
• “umgedrehte Bakteriophage”
• Pilus, Sheath –> kann kontrahieren (zs ziehen) –> Pilus Hcp nach außen drücken, wie Feder –> Nadel in Wirt rein –> Effektoren in Zelle rein
○ Geladen /ungeladen Zustand (Energie liegt in Konformität ded HsiB/HsiC-Komplexes
• ATPase beteiligt = Recycling
