Exposition von Proteinen auf der Oberfläche von Escherichia coli Zellen: mechanistische Betrachtung und biotechnologische Anwendung

Abstract

Evolutive Methoden der Molekularbiologie spielen bei der Entwicklung von in Hinblick auf Funktion, Stabilität oder Interaktion optimierten Biomolekülen eine wichtige Rolle. Ein zentraler Aspekt ist dabei die Bereitstellung von Proteinvarianten in mikrobiellen Produzenten und deren Durchmusterung nach der gewünschten Eigenschaft. In dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, Proteinvarianten durch Kopplung an das Membranprotein EaeA (Intimin) enterohämorrhagischer Escherichia coli auf der Oberfläche von E. coli Zellen bereitzustellen und damit einer Funktionsabfrage direkt zugänglich zu machen. Verschiedene, sich hinsichtlich Größe, Struktur und Stabilität unterscheidende Passagierproteine (u.a. humanes Interleukin 4, Calmodulin, unterschiedliche Inhibitorproteine) wurden in Bezug auf Effizienz der Translokation durch die äußere Membran und deren Abhängigkeit vom Zusatz chemischer Agenzien (Reduktionsmittel, Detergenzien) untersucht. Aus diesen Daten wurde ein Modell für die Intimin-vermittelten Translokationen von Proteinen durch die äußere Membran von Escherichia coli Zellen abgeleitet. Die biotechnologische Anwendung der Intimin-vermittelten Präsentation von Peptid-/Proteinbibliotheken auf der bakteriellen Zelloberfläche wurde in einem experimentellen Beispiel demonstriert.