Phänotypische Charakterisierung des Membran-assoziierten Virulenzfaktors Mip von Legionella pneumophila

Das Umweltbakterium Legionella pneumophila repliziert sich fakultativ intrazellulär in Protozoen, sowie in humanen alveolaren Makrophagen. Dies hat die Schädigung des Lungengewebes und zum Ausbruch einer Legionellose zur Folge. Der Kollagen IV-bindende Virulenzfaktor Mip ist wichtig für die intrazelluläre Replikation der Legionellen und für die Meerschweinchen-Infektion. Dieses Protein besitzt eine Peptidylprolyl cis/trans Isomeraseaktivität (PPIase), ein natürliches Substrat wurde aber bisher nicht gefunden. Trotz Identifizierung einiger Phänotypen blieb die Rolle von Mip in der Infektion bis dato ungeklärt. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden zunächst neue Mip-abhängige Phänotypen in L. pneumophila aufgedeckt. Entsprechend konnte die Relevanz von Mip für die Vermehrung, die Verbreitung und die Schädigung in humanem, explantiertem Lungengewebe (HLTE) gezeigt werden. Sekretomanalysen zeigten, dass im zellfreien Kulturüberstand der mip-Deletionsmutante viele Proteine akkumuliert vorlagen. Eines dieser Proteine, LpC_2560 (Mrf), konnte als neuer Mip-abhängiger Virulenzfaktor charakterisiert werden. Desweiteren wurde eine weitere PPIase, das Cyclophilin PpiB, für eine Charakterisierung ausgewählt. Deletionsmutanten beider PPIasen hatten ein vermindertes Wachstum bei niedrigen und hohen Temperaturen zur Folge. Außerdem wiesen sie eine verminderte Sliding Motility und intrazelluläre Replikation in A. castellanii, Makrophagen und HLTEs auf. Eine doppelte Deletionsmutante zeigte sogar oft einen verstärkten Phänotyp, was auf eine Kompensation der PPIase-Aktivität der beiden Proteine untereinander schließen lässt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der Einfluss von neuartigen Cycloheximid-Derivaten auf das Wachstum und die Mip-abhängige Replikation von L. pneumophila untersucht. Einige Substanzen hatten einen inhibitorischen Effekt auf das Wachstum und intrazelluläre Replikation von L. pneumophila, dieser war allerdings Mip-unabhängig. Im dritten Teil der Arbeit wurde die Relevanz von Mip für die Verbreitung von Legionellen in der Umwelt analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass markierte Legionellen in einem natürlichen Biofilm diverse Protozoen und den Darm einer aquatischen Nematodenspezies besiedeln können. Die Relevanz von Mip für die Besiedlung des Verdauungstraktes von Nematoden wurde anhand des Modellorganismus Caenorhabditis elegans charakterisiert, wo das Fehlen von Mip zu einem verzögerten Median der Letalität und einer geringeren Besiedlungsrate führte.