Sind Anhydromuramylpeptide auch bei <i>Aeromonas</i> spp. die Mediatoren für die Induktion der chromosomalen β-Laktamase?

Abstract

Die chromosomalen β-Laktamasen gramnegativer Bakterien stellen eine Bedrohung für die Therapie von Infektionen mit β-Laktam-Antibiotika dar. Diese hydrolytischen Enzyme sind in der Regel induzierbar, erhalten jedoch eine besondere klinische Bedeutung, wenn sie durch eine Mutation in den regulatorischen Genen konstitutiv exprimiert werden. Um therapeutische Antworten auf dieses Problem entwickeln zu können, muß der Regulationsmechanismus für die Expression der β-Laktamasen aufgeklärt werden. <br /> Für viele gramnegative Bakterienspezies ist dies weitgehend geschehen: So bewirken etwa bei <i>Enterobacter</i> spp. β-Laktam-Antibiotika durch Inaktivierung der PBPs primär eine Störung des Zellwandstoffwechsels, die eine vermehrte Bildung von Zellwandabbauprodukten zur Folge hat. Der LysR-ähnliche Transkriptionsfaktor AmpR wird dann umittelbar durch ein Abbauprodukt der Zellwand aktiviert, dessen Konzentration infolge der PBP-Inaktivierung stark ansteigt und das über die Permease AmpG in das Cytoplasma aufgenommen wird. <br /> Ein ganz anderer Mechanismus liegt bei der Gattung <i>Aeromonas</i> vor. Bei dieser Spezies wurden drei verschiedene chromosomale β-Laktamasen nachgewiesen, die über ein Zwei-Komponenten-System gemeinsam reguliert werden. In der vorliegenden Arbeit sollten die Vorgänge untersucht werden, die zur Autophosphorylierung der Sensorkinase des Zwei-Komponenten-Systems führen. Insbesondere sollte der Frage nachgegangen werden, ob auch bei <i>Aeromonas</i>Anhydromuramylpeptide als Signalmolekül für die Induktion der β-Laktamasen wirken. <br /> Über die Herstellung und Untersuchung von β-Laktamase-überproduzierenden Transposonmutanten, bei denen der Verlust eines penicillinbindenden Proteins auf DNA- und Proteinebene nachgewiesen wurde, konnten Penicillinbindeproteine als Komponenten des Regulationssystems für die β-Laktamase-Expression von <i>Aeromonas veronii </i> identifiziert werden. Da PBPs wichtige Stoffwechselreaktionen in der Zellwand katalysieren, zeigt dieses Ergebnis, dass auch die Zwei-Komponenten-Regulation von <i>Aeromonas veronii </i> eng mit dem Zellwandstoffwechsel verknüpft ist. Die gefundene Reduktion der spezifischen β-Laktamase-Aktivität induzierter oder überproduzierender Stämme durch Bulgecin bestätigt dieses Ergebnis und macht deutlich, daß Zellwandabbauprodukte für die Induktion erforderlich sind. Dementsprechend sind diese mit hoher Wahrscheinlichkeit auch bei <i>Aeromonas</i> spp. die Mediatoren für die Induktion der chromosomalen β-Laktamase