Characterisierung von gpsB-Suppressorgenen in Listeria monocytogenes

Das späte Zellteilungsprotein GpsB hat eine wichtige Funktion in der Zellwandbiosynthese in Gram-positiven Bakterien. In dem Humanpathogen Listeria monocytogenes interagiert GpsB mit dem Klasse A Penicillin-bindenden Protein PBP A1, welches an der Polymerisierung des Peptidoglykans im letzten Schritt der Zellwandbiosynthese beteiligt ist. Dabei ist GpsB essenziell für die Aktivität und die korrekte Funktion von PBP A1. Die Inaktivierung von gpsB in L. monocytogenes führt zu einem Wachstumsdefekt bei erhöhten Temperaturen. Dieser Phänotyp wird durch die Entstehung von spontanen Suppressormutationen in der gpsB-Deletionsmutante supprimiert, sodass durch die Genomsequenzierung dieser Suppressorstämme Gene identifiziert werden konnten, die im funktionellen Zusammenhang mit GpsB stehen. Durch die Charakterisierung dieser Suppressorgene wurde die von der ClpCP-Protease regulierte Akkumulation der UDP-GlcNAc 1-carboxyvinyltransferase MurA, welche den ersten Schritt der Peptidoglykanbiosynthese katalysiert, als Mechanismus zur Suppression des Hitze-sensitiven Phänotyps der gpsB-Deletionsmutante identifiziert. 
Innerhalb dieser Arbeit konnte den bis zum jetzigen Zeitpunkt uncharakterisierten gpsB-Suppressorgenen reoM (lmo1503) und reoY (lmo1921) ausgehend von der beobachteten MurA-Akkumulation in den jeweiligen Deletionsstämmen eine Funktion in der ClpCP-abhängigen Degradation von MurA zugeordnet werden. ReoM wurde außerdem als Substrat der Serin/Threonin-Kinase PrkA und der Phosphatase PrpC identifiziert. Durch das Einbringen einer phosphoablativen Punktmutation wurde gezeigt, dass die Phosphorylierung von ReoM an Thr7 durch PrkA essenziell ist, da über den Phosphorylierungszustand von ReoM der ClpCP-abhängige Abbau des ebenfalls essenziellen MurA-Proteins reguliert wird. Demzufolge besteht eine Verbindung zwischen der Erkennung von Zellwandfragmenten durch PrkA über die Phosphorylierung von ReoM zur ClpCP-abhängigen Kontrolle der MurA-Stabilität, an welcher ReoY ebenfalls beteiligt ist. Die Stabilisierung von MurA stimulierte ihrerseits die Peptidoglykanbiosynthese, welches in einer erhöhten Cephalosporin-Resistenz resultierte.