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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-52796
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2011/5279/


Charakterisierung des Accumulation associated proteins (Aap) bei der S. epidermidis Biofilmbildung : Interaktionspartner und Funktionelle Aktivierung

Characterisation of the Accumulation associated protein (Aap) in S. epidermidis biofilm formation : Interaction and functional activation

Burdelski, Christoph

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Freie Schlagwörter (Deutsch): S. epidermidis , Biofilmbildung , Fremdkörper-assoziierte Infektionen, Aap , AaStra
Basisklassifikation: 44.43
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Rohde, Holger (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.08.2011
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 17.08.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Fremdkörperassoziierte Infektionen sind ein größer werdendes Problem der modernen Medizin. Der häufigste Erreger ist S. epidermidis, welcher die Fremdkörper in Form eines Biofilmes besiedelt. Zunächst wurden Polysaccharide in Form des Polysaccharid interzellulär Adhäsin (PIA), als entscheidende Virulenzfaktoren dafür angesehen. Jüngere Forschungsergebnisse zeigten jedoch, dass auch Proteine die Biofilmbildung bei S. epidermidis vermitteln können. Eines dieser Proteine ist das Accumulation associated protein (Aap), welches in der Lage ist PIA-unabhängig die Biofilmbildung zu vermitteln. Durch rekombinante Expression von Aap und seinen Subdomänen AapDomäne-A und AapDomäne-B aus dem klinischen S. epidermidis Isolat 5179 sollte die Funktion dieses Proteins, beziehungsweise seiner Subdomänen evaluiert und eventuelle Bindungspartner identifiziert werden. Dafür wurden zunächst die geeigneten genetischen Konstrukte zur Expression eines poly-Histidin Fusionsprotein erstellt. Anschließend wurde eine Nickel-basierte Affinitätschromatographie zur Aufreinigung der poly-Histidin-Proteine etabliert. Sodann erfolgte die molekularbiologische Charakterisierung der rekombinanten Proteine. Durch Verwendung unterschiedlicher molekularbiologischer Verfahren gelang es heterotype Protein-Bindungspartner der AapDomäne-B zu identifizieren und diese Ergebnisse zu verifizieren. Dabei handelte es sich zum einen um das bekannte S. epidermidis Protein Autolysin E (AtlE) und zum anderen um ein bis dato unbekanntes 18 kDa Protein, welches als Aap-assoziiertes S. epidermidis extrazellular Adhäsin (AaStrA) bezeichnet wurde. Eine vermutete homotype Interaktion der AapDomäne-B als Mechanismus der adhäsiven Funktion konnte hingegen nicht nachgewiesen werden. Die Charakterisierung von AaStrA wurde durch die rekombinante Expression als poly-Histidin-Fusionsprotein ermöglicht. Es zeigte sich, dass AaStrA unabhängig von Aap die Biofilmbildung induzieren kann und darüber hinaus über Bindungsfähigkeiten an Wirtsproteine verfügt, welches eine Einordung in die Gruppe der SERAM´s (Secretable extended repertoire adhesive molecules) nahelegt. Für die AapDomäne-A konnte mit den angewandten Methoden keine unmittelbare adhäsive Funktion gezeigt werden. Jedoch ergaben sich Hinweise auf die Präsenz eines proteolytischen Zentrums innerhalb der AapDomäne-A, was vor dem Hintergrund einer notwendigen proteolytischen Prozessierung von Aap zur Entfaltung der adhäsiven Funktion besonders interessant erscheint. Eine präliminäre Charakterisierung ergab relevante Struktur- und Funktionshomologien zu Serinproteasen. Die hier erhobenen Daten geben erstmals Hinweise auf komplexe Wechselwirkungen zwischen S. epidermidis Oberflächenproteinen, welche zur Entstehung von Biofilmen auf Implantaten beitragen können. Die weitergehenden Untersuchungen der an der Aap-abhängigen Biofilmbildung beteiligten Faktoren, sowie deren spezifische Bedeutung für die Entstehung für S. epidermidis Fremdmaterialinfektionen ist von wesentlicher Bedeutung für die Formulierung und Evaluation neuer präventiver oder therapeutischer Strategien für deren Bekämpfung.

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