Molecular Interaction of Legionella Mip-Protein with Collagen IV and Analysis of infection-related Host Factors in Dictyostelium discoideum

Legionella pneumophila ist der Hauptverursacher der Legionärskrankheit. Das Mip-Protein (macrophage infectivity potentiator) von L. pneumophila ist eine Peptidyl-prolyl-cis/trans-Isomerase (PPIase), die an Collagen IV bindet und ein wichtiger Virulenzfaktor, der an humanes Collagen IV (Col IV) bindet. In dieser Arbeit konnte eine spezifische Mip-Bindungssequenz in Col IV identifiziert werden. Die Interaktion zwischen Mip und der putativen Bindungssequenz konnte mit Hilfe eines synthetisch hergestellten Peptids (P290) in Kopräzipitatonsexperimenten bestätigt werden. P290 konnte zudem die PPIase-Aktivität in einem auf 50 % reduzieren und die Bindung von Mip an immobilisiertes Col IV unterbinden. Außerdem verringerte P290 in die bakterielle Transmigration über eine Epithelbarriere in vitro. Die inhibitorische Eigenschaft von P290 weist auf dessen Potential als eine Grundlage für alternative Therapeutika hin, die gegen das extrazelluläre Virulenzpotential von L. pneumophila gerichtet sind. Die intrazelluläre Legionella?Infektion wurde mit Hilfe des etablierten Modellorganismus’ Dictyostelium discoideum untersucht. Die Verwendung von Deletionsmutanten hat der Autophagie und dem PI-Metabolismus in Dictyostelium Funktionen zugewiesen, die auf humane Makrophagen übertragen werden können. Die Untersuchung der traskriptionellen Antwort von D. discoideum auf Mycobacterium marinum mit Hilfe eines Micro-Arrays ergab, dass die meisten transkriptionellen Unterschiede zwischen infizierten und nicht infizierten Dictyostelien 24 h nach Infektionsbeginn auftauchen. Vergleiche von Infektionen mit dem Wildtyp (R93) und dessen pmiA negativen Mutante ermöglichten die Identifizierung von Genen, die spezifisch für virulente M. marinum waren. infektionsrelevanten Wirtsfaktoren.Legionella pneumophila is the causative agent of Legionnaires’ disease. The Mip-Protein (macrophage infectivity potentiator) of L. pneumophila is a Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase (PPIase), which binds to Collagen IV (Col IV). During this work a specific Mip-binding sequence in Col IV could be identified. By using the synthetic peptide (P290), which derived from this putative binding sequence the Interaction could be approved in co-precipitation experiments. P290 inhibited also the PPIase-activity of Mip by 50 % and could disturb the binding of Mip to immobilized Col IV. Moreover, P290 reduced bacterial transmigration through an epithelial barrier in vitro. The inhibitory activity of P290 points at its potential to serve as basis for alternative therapeutics approaches targeting the extracellular virulence of L. pneumophila. The intracellular Legionella infection was analyzed using the well-established model organism Dictyostelium discoideum. By using several deletion mutants autophagy and PI-metabolism were identified as two cellular processes, which are involved in the infection and can further be studied in macrophages. Analysis of the transcriptional response of D. discoideum to Mycobacterium marinum by using a micro-array showed that the most transcriptional differences between infected and non-infected cells occurred 24 h post infection. A comparison between the infections of wild-type (R93) and its pmi-deletion mutant led to the identification of genes, which are specific for infections with virulent M. marinum