Regulation der β-Laktamase-Expression durch ein Zwei-Komponenten-System in <i>Aeromonas</i> spp.

Abstract

Der wichtigste Resistenzmechanismus gramnegativer Bakterien gegenüber β-Laktam- Antibiotika ist die Bildung von β-Laktamasen. Solche hydrolytischen Enzyme werden bei fast allen gramnegativen Bakterien natürlicherweise chromosomal kodiert und sind dann in der Regel durch β-Laktame induzierbar. Die Aufklärung des zu Grunde liegenden Regulationsmechanismus ist von großem Interesse, um gezielt in die Produktion der Enzyme eingreifen zu können. <br /> Bei <i>Aeromonas</i> spp. erfolgt die Regulation der Expression von drei verschiedenen β-Laktamasen über ein Zwei-Komponenten-System. Nach Induktion mit β-Laktamen wird die Expression der β-Laktamasen zusammen mit der Expression der unbekannten Komponente BlrD gesteuert. In der vorliegenden Arbeit sollte das Bild der Zwei-Komponenten-Regulation weiter aufgeklärt werden.<br /> Anhand von β-Laktamasen überproduzierenden Transposonmutanten konnte die Beteiligung von zwei D,D-Carboxypeptidasen am Zwei-Komponenten-System nachgewiesen werden. Da beide Enzyme Reaktionen des Peptidoglykan-Stoffwechsels katalysieren, scheint die Regulation der β-Laktamase-Expression mit dem Zellwand-Stoffwechsel eng verbunden zu sein. Einen weiteren Hinweis darauf lieferte die Hemmung der lytischen Transglykosylase Slt70 durch die Substanz Bulgecin. Anscheinend sind für die Induktion der β-Laktamasen Zellwand-Abbauprodukte notwendig, wahrscheinlich Anhydromuramylpeptide, die als Induktions-Signal mit der Sensor-Kinase BlrB interagieren. Die direkte Interaktion dieser Peptide mit der Sensor-Kinase BlrB konnte durch die Induktion mit Muropeptiden nicht nachgewiesen werden. Vermutlich konnten die Peptide nicht durch die äußere Membran ins Periplasma gelangen, weshalb eine Interaktion mit der Sensor-Kinase BlrB nicht stattfinden konnte. <br /> Welche Rolle das Membranproteins BlrD bei der β-Laktamase-Expression spielt, ist weiterhin unklar. Die direkte Beteiligung von BlrD am Zwei-Komponenten-System konnte nicht eindeutig bewiesen werden. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass dieses Protein nicht mit BlrB um das Signal konkurriert.