Glycerolmetabolismus und Pathogenität von <i>Mycoplasma pneumoniae</i>

Abstract

Mycoplasma pneumoniae, der Erreger der atypischen Pneumonie, kann neben Glukose und Fruktose auch Glycerol als Kohlenstoffquelle nutzen. Das Glycerol wird über erleichterte Diffusion in die Zelle geschleust und anschließend durch die Glycerol-Kinase phosphoryliert. Das Glycerol-3-phosphat wird dann zu Dihydroxyacetonphosphat umgewandelt, welches in der Glykolyse zur Gewinnung von Energie in Form von ATP weiter umgesetzt wird.In dieser Arbeit sollte das Enzym, das für die Oxidation von Glycerol-3-phosphat zuständig ist (annotiert als GlpD), in M. pneumoniae näher untersucht werden. Es stellte sich heraus, dass dieses Protein keine Dehydrogenase-, sondern eine Oxidase-Aktivität besitzt, d.h. Sauerstoff als Elektronenakzeptor verwendet. Hierbei wird dann Wasserstoffperoxid freigesetzt, welches als Virulenzfaktor die Wirtszellen nachweislich schädigen kann. Eine glpD-Mutante ist weniger zytotoxisch gegenüber HeLa-Zellen als der Wildtyp. Die Glycerol-3-phosphat-Oxidase ist demnach der Produzent eines primären Virulenzfaktors in M. pneumoniae.Neben der glpD-Mutante wurden noch weitere Mutanten auf ihre Zytotoxizität untersucht. Es stellte sich heraus, dass die HPr-Kinase und eine Ser/Thr-Kinase (PrkC) wie GlpD einen Einfluss auf die Etablierung der Pathogenität von M. pneumoniae haben. Die Mutanten dieser Gene waren alle weniger zytotoxisch als der Wildtyp. Dies zeigt, dass Phosphorylierungen offensichtlich eine wichtige regulatorische Rolle für die Pathogenität in M. pneumoniae spielen.Eine nähere Untersuchung der Kinase PrkC hat gezeigt, dass sie Ähnlichkeiten zu einer Ser/Thr-Kinase, die in vielen Gram-positiven Organismen zu finden ist, aufweist. Diese Kinase übernimmt wichtige regulatorische Funktionen in den Zellen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass PrkC eine wichtige Eigenschaft, nämlich die Autophosphorylierung, mit den bereits beschriebenen PrkCs gemeinsam hat. Es war jedoch nicht möglich, Substrate der Kinase zu identifizieren. Aber die Isolierung einer prkC-Mutante war erfolgreich, die nicht mehr in der Lage ist, adhäsiv an Oberflächen zu wachsen und sich deshalb nicht mehr an die Wirtszellen anhaften kann. Dies gibt einen Hinweis darauf, dass PrkC eine wichtige Rolle bei dem Aufbau der so genannten Tipstruktur, dem Anhaftungsorganell von M. pneumoniae, spielen könnte.