Untersuchung der Zellhüllenstruktur von Corynebacterium glutamicum ATCC13032

Brand S. Untersuchung der Zellhüllenstruktur von Corynebacterium glutamicum ATCC13032. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2001.C. glutamicum ATCC13032 verfügt im Gegensatz zu C. glutamicum ATCC17965 über keine die Zelle umgebende S-layer-Schicht. Das Protein PS2 und das kodierende Gen cspB konnten im Rahmen dieser Arbeit nicht nachgewiesen werden. Auf dem Chromosom von C. glutamicum ATCC13032 wurden neben dem aus C. glutamicum ATCC17965 bekannten Gen csp1 die acht neuen Gene csp2 - csp9 identifiziert. Diese Gene sind mit Ausnahme von csp1 und csp3, die direkt benachbart vorliegen, über das gesamte Chromosom verteilt. Einen Sonderfall stellen die Gene csp4 und csp5 dar, die zu 94 v.H. identisch sind. Die translatierten Proteine der neuen csp-Gene, PS1B - PS1I, ließen sich in zwei Klassen unterteilen. Die Proteine der ersten Klasse, zu der PS1B/C/D/E/F gehören, weisen Homologien zur N-terminalen Domäne von PS1A (PS1 in C. glutamicum ATCC17965) auf, die wiederum homolog zu den Antigen85A/B/C-Proteinen aus Mycobacterium ist und für die Mycolyltransferaseaktivität des Proteins verantwortlich ist. Eine Zuordnung zu den Antigen85-Gruppen A/B/C war nicht möglich. Die andere Klasse mit PS1G/H/I ähnelt der C-terminalen Domäne unbekannter Funktion. Bei allen Proteinen außer PS1G konnte eine Signalpeptid gefunden werden. Durch systematische Analysen der extrahierbaren Zellhüllenproteine und des Kulturüberstandes des Bakteriums durch 1D-SDS-PAGE, 2D-SDS-PAGE, Westernblot und MALDITOF "peptide fingerprint"-Untersuchungen konnten die Proteine PS1A/B/C/D/E als Bestandteil der Zellhülle identifiziert werden. Dabei handelt es sich neben PSA1 nur um Proteine, die zur N-terminalen Domäne von PS1A homolog sind. Für einen Funktionsnachweis wurden Mutationsstudien durchgeführt. Einzelmutationen bewirkten mit Ausnahme des Gens csp1, bei dessen Mutanten eine Zunahme der Zellgröße beobachtet werden konnte, keine Veränderung des Phänotyps. Für die Gene csp1/2/3 wurden Mehrfachmutanten hergestellt. Anhand dieser Mutanten konnte erstmals gezeigt werden, dass C. glutamicum ATCC13032 über eine Familie von Mycolyltransferasen verfügt, die aus den Proteinen PS1A, PS1B und PS1C besteht. Diese Proteine katalysieren die Synthese von Trehalosedicorynemycolat (TCDM), welches Bestandteil der Mycolsäureschicht des Bacteriums ist. Es konnte gezeigt werden, dass durch Mutation der Mycolyltransferasen das bei Fermentationsprozessen nachteilige Schaumverhalten von C. glutamicum ATCC13032 beeinflusst werden kann. Bei diesen Stämmen werden geringere Mengen Antischaummittel benötigt, um die Kultur schaumfrei zu bekommen