Titelaufnahme

Titel
ABC-Transporter und ihre Rolle für Toxinproduktion und (Selbst-)Resistenz in Bakterien
Weitere Titel
ABC transporters and their role for toxin production and (self-)resistence in bacteria
VerfasserKerschtischitz, Philipp
Erschienen2017
Datum der AbgabeJuni 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)ABC-Transporter / Bacillus cereus / BcrAB / Cereulid / CesCD / Selbstresistenz / Toxinproduktion
Schlagwörter (EN)ABC transporters / Bacillus cereus / BcrAB / Cereulide / CesCD / Self-resistance / Toxin production
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

ABC (ATP-binding cassette)-Transporter sind Membranproteine, die in allen Organismen, von Bakterien bis hin zum Menschen, gegenwärtig sind. Durch die Bindung und anschließende Hydrolyse von ATP zu ADP, setzen sie Energie frei, um Stoffe über biologische Membranen zu transportieren. Importer versorgen die bakterielle Zelle mit Nährstoffen, wohingegen Exporter, durch ihre Fähigkeit zur Sekretion von Molekülen, essentiell für die Virulenz von Bakterien sind. Durch die Fähigkeit zum Export jeglicher Stoffe, dienen ABC-Transporter als Schutzmechanismus gegenüber Antibiotika oder Toxinen und sind damit essentiell für die Überlebensfähigkeit und die Pathogenität der bakteriellen Zelle. Neben reinen Transportaufgaben, vermitteln eine Vielzahl von ABC-Proteinen Selbstresistenz gegen Toxine und seit kurzem wird auch vermutet, dass sie an der Biosynthese von Toxinen und Antibiotika beteiligt sind. Ein solcher Transporter ist CesCD von Bacillus cereus, von dem eine Beteiligung an der Synthese des emetischen Toxins Cereulid sowie an der Vermittlung von Resistenz gegenüber diesem, vermutet wird. Phylogenetische Analysen ergaben, dass CesCD in die Familie der BcrAB-Transporter, die Resistenz gegenüber Bacitracin vermitteln, einzuordnen ist. Zudem konnte eine starke sequentielle Ähnlichkeit zu dem Transporter BerAB, der in Bacillus thuringiensis für die Produktion von β-Exotoxin I essentiell ist, und auch eine Ähnlichkeit zu Transportern der LanFEG- und BceAB-Familien, die für die Vermittlung von Resistenz gegenüber zahlreichen Antibiotika sorgen, beobachtet werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Rolle von ABC-Transportern bei der Toxinproduktion und bei der Vermittlung von Sebstresistenz in Bakterien. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Transporter der BcrAB-Familie und auf weitere Transporterfamilien mit sequentiellen Ähnlichkeiten gelegt.

Zusammenfassung (Englisch)

ABC (ATP-binding cassette) transporters are membrane proteins present in all organisms, from bacteria to humans. By binding and subsequent hydrolysis of ATP to ADP, the energy for a transport of substances across biological membranes, is released. Importers supply the bacterial cell with nutrients, whereas exporters, by virtue of their ability to secrete molecules, are essential for bacterial virulence. Due to their ability to export various substances, ABC transporters serve as a protective mechanism against antibiotics or toxins and hence are essential for the survival and pathogenicity of the bacterial cell. In addition to the active transport, a large number of ABC proteins mediate the self-resistance against the host toxins and recently it is believed that some of ABC type transporters are also involved in the biosynthesis of toxins and antibiotics. One such a transporter is cesCD from Bacillus cereus, which is suggested to be involved in the synthesis of the emetic toxin cereulide as well as in the mediation of its resistance. Phylogenetic analyzes have shown that cesCD belongs to the family of BcrAB transporters, which confer resistance to bacitracin. In addition, a strong sequential similarity to the transporter BerAB, which is essential for the production of β-exotoxin I in Bacillus thuringiensis, and a similarity to transporters of the LanFEG and BceAB families, which confer resistance to numerous antibiotics, could be observed. This thesis attempts to sum up the available information on the role of ABC transporters in the production of toxins and in the mediation of self-resistance in bacteria. Special attention will be paid to transporters of the BcrAB family and as well as to families with sequential similarities.