Metalldetektion in Bakterien
Genregulatorische Proteine besitzen Metallkoordinationsstellen, die spezifische Metallionen "erfühlen", um daraufhin die DNA-Bindung oder Transkriptionsaktivität zu aktivieren oder inhibieren. So steuern diese Proteine die Expression von Genen, die mikrobielle Reaktionen vermitteln. Um zu verstehen, wie der Sensor ein bestimmtes Metall erkennt und damit eine biologische Reaktion auslöst, untersuchten EU-finanzierte Wissenschaftler strukturelle Veränderungen, die im Protein beim Erkennen richtiger oder schädlicher Metallionen stattfinden, sowie die DNA-Bindung. Das EU-finanzierte Projekt METAL ION SENSORS (Determination of the sensing and transcription mechanisms of bacterial metal sensors using pulsed EPR) untersuchte sämtliche kleinen Schritte im Metallionenzyklus, um Substanzen zu finden, die die Kupferhomöostase unterbrechen können. Mittels EPR (elektronenparamagnetischer Resonanzspektroskopie) wurden die Transkription und Nachweismechanismen bei einer Klasse spezifischer so genannter metalloregulatorischer Proteine untersucht. Diese Sensorproteine können über die Bildung eines spezifischen Koordinationskomplexes ein bestimmtes Metallion erkennen. Schwerpunkt von METAL ION SENSORS war das metallregulatorische CueR-Kupferprotein in pathogenen Escherichia coli-Bakterien, das die DNA-Bindung bei der Metall-Bindung hemmt. Weiterhin wurden Faktoren identifiziert, die den Cu(I)Efflux-Mechanismus kontrollieren, der wiederum den Transport von Substanzen im zellulären Umfeld übernimmt. Da Kupfer als antibakterieller Wirkstoff eingesetzt werden kann, kann METAL ION SENSORS neue Erkenntnisse zu den Mechanismen liefern, die das Überleben von E.coli sichern, und die Entwicklung neuer Antibiotika voranbringen.
Schlüsselbegriffe
Kupferionen, Metallkoordinationsstellen, DNA-Bindung, METAL ION SENSORS, Elektronenparamagnetische Resonanzspektroskopie, CueR
