Zusammenfassung
An der bakteriellen Konjugation sind zwei Multiproteinkomplexe beteiligt: (i) Das Mpf-System assembliert den Sex-Pilus und etabliert den Zell-Zell-Kontakt zum Rezipienten. (ii) Das Relaxosom katalysiert den DNA-Einzelstrangbruch an der nic-site des oriT. Die TraG-ähnlichen Proteine sind für die Konjugation essentiell, können bisher jedoch weder dem Mpf-System noch dem Relaxosom zugeordnet werden. TraG-ähnliche Proteine bilden eine neuartige Proteinklasse, deren Funktion auf die Konjugation beschränkt zu sein scheint. Die modifizierten Vertreter RP4 His6-TraG und F His6-TraD banden nicht-sequenzspezifisch an dsDNA und ssDNA, wobei ssDNA das bevorzugte Substrat war. His6-TraD bildete einen Komplex mit R1 TraM, einem möglichen Bestandteil des Relaxosoms. His6-TraG interagierte ebenso wie His6-TraD mit der Relaxase von RP4. Dies zeigt, daß die TraG-ähnlichen Proteine mit Komponenten des Relaxosoms wechselwirken. Da His6-TraG und His6-TraD keine NTPase-Aktivität besaßen, scheinen sie keinen energieverbrauchenden Prozeß zu katalysieren. Deshalb lassen sich für die TraG-ähnlichen Proteine zwei mögliche Funktionen innerhalb der Konjugation ableiten. Entweder initiieren sie das Ablösen des zu transferierenden DNA-Einzelstranges von der Plasmid-DNA oder führen ihn der Transportpore zu. Eine direkte Beteiligung am DNA-Transport ist denkbar, wenn eine Kopplung an ein NTP-spaltendes Enzym vorliegt. Im RP4-System könnte dies TrbB oder TrbE sein. Ein His6-TraG-TrbB-Komplex konnte jedoch nicht nachgewiesen werden.
Vertreter der PulE-Superfamilie sind eine essentielle Komponente eines membrandurch-spannenden Multiproteinkomplexes (wie z.B. des Mpf-Komplexes), der an so unterschied-lichen Vorgängen wie der Ausscheidung von Proteinen (z.B. Toxinen), der Pilus-assemblierung, dem twitching motility und der Aufnahme von DNA mittels natürlicher Transformation beteiligt ist. Die gereinigten PulE-ähnlichen Proteine RP4 TrbB und cag HP0525 von Helicobacter pylori bildeten eine hexamere Ringstruktur aus, die zwei chemisch unterscheidbare Seiten besaß. Lokalisierungsstudien lassen vermuten, daß die eine Seite mit der inneren Membran assoziiert ist und die andere in das Cytoplasma ragt. Die strukturellen Eigenschaften von TrbB wurden auch für Chaperone der Hsp100-Familie beschrieben. Das gereinigte PulE-ähnliche Protein R388 TrwD bildete ebenfalls Ringstrukturen aus, deren nähere Architektur aber noch nicht geklärt wurde. Zusätzlich wurden bei TrwD stäbchen-förmige Strukturen beobachtet. Nukleotide stabilisierten die Ringe von TrbB und TrwD. TrbB, TrwD und HP0525 besaßen NTPase-Aktivität, die in der gleichen Größenordnung wie die der Chaperone lag. Mutationsstudien mit TrbB zeigten, daß diese Aktivität von TrbB für die Konjugation notwendig ist. Die strukturellen und enzymatischen Gemeinsamkeiten von TrbB, TrwD, HP0525 und Chaperonen, lassen vermuten, daß PulE-ähnliche Proteine durch Fixierung von Komponenten des Membrankomplexes in einer bestimmten Konformation die Assemblierung des Komplexes unterstützen. Dies könnte den Transport der Komponenten über die innere Membran und/oder das Binden an einen weiteren (Mpf)-Bestandteil ermöglichen. |
