Quorum Sensing
Skizzieren Sie die Luciferase-Reaktion. Definieren Sie Quorum und Quorum sensing.
Quorum sensing: Wahrnehmung der Zelldichte in der Umgebung durch Ausscheidung eines
Signalmoleküls
Quorum: Schwellenwert der Zelldichte, ab welchem die regulatorische Antwort der
Gesamtheit/Gesamtpopulation der Zellen einer Population einsetzt.
Skizzieren Sie die Expression quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte
von Vibrio fischeri.
Bei geringer Zelldichte passiert nichts, es wird kein Gen abgelesen. Bei hoher Zelldichte und dann
mehr cytosolische Konzentration erkennt LuxR
das Autoinducer-Molekül und LuxR mit dem gebundenen AI induziert die Transkription.
Zu welcher Stoffgruppe gehören die Autoinducer der Gram-negativen Bakterien und welche
Eigenschaften haben diese Moleküle.
Autoinducer --> Acyl-Homoserinlactone
- Kleine, unpolare Moleküle
- Können leicht über Membranen diffundieren
- HSL-Ring ist konserviert
- Acylkette ist variabel in Länge und Substitution
- HSLs sind artspezifisch --> Spezies-spezifische Sprachen
- Homoserinlactone das wichtige für das Molekül
- Acetyl für Membrangängigkeit und Variabilität
Skizzieren Sie die Expression Quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte
in Gram-positiven Bakterien.
, Niedrige Zelldichte Hohe Zelldichte
Peptide werden prozessiert und nach Außen sekretiert. Die durch die Peptide aktivierte
Histidinkinase wird autophosphoryliert, welches dann auf den Responseregulator übertragen wird
und schließlich die Expression induziert.
Skizzieren Sie Aufbau und die Funktionsweise eines 2-Komponenten-Signaltransduktionssystems
von Bakterien.
- Aufbau aus zwei Proteinen: Sensor-Histidinkinase und Response Regulator (zwei Teile).
- Sensor-Histidinkinase (drei Teile, siehe oben) (meist membranständig) misst externe Stimulus und
überträgt Signal durch Konformationsänderung in das Zellinnere (meist Phosphorylierung)
- Die Gene sind in der Regel gekoppelt
- Stimulus bewirkt Autophosphorylierung der Sensor-Kinase an konserviertem Histidinrest
Phosphat auf Dimerisierungsdomäne
- Übertragung der Phosphatgruppe auf Response Regulator auf Regulator Domäne
Was versteht man unter Quorum quenching?
Kommunikationsstörung:
- Abbau von Autoinducer-Molekülen durch konkurrierende Mikroorganismen
- Störung des QS durch Abbau von AI
- Biotechnologische Anwendung wird zur Zeit untersucht
- Evtl. auch medizinisch einsetzbar --> weniger Antibiotika-Einsatz
Nennen Sie je ein Beispiel für Intra- und Interspezies Quorum quenching.
Intra: Steuerung der Pathogenität von Straphylococcus aureus von anderen Stämmen
Skizzieren Sie die Luciferase-Reaktion. Definieren Sie Quorum und Quorum sensing.
Quorum sensing: Wahrnehmung der Zelldichte in der Umgebung durch Ausscheidung eines
Signalmoleküls
Quorum: Schwellenwert der Zelldichte, ab welchem die regulatorische Antwort der
Gesamtheit/Gesamtpopulation der Zellen einer Population einsetzt.
Skizzieren Sie die Expression quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte
von Vibrio fischeri.
Bei geringer Zelldichte passiert nichts, es wird kein Gen abgelesen. Bei hoher Zelldichte und dann
mehr cytosolische Konzentration erkennt LuxR
das Autoinducer-Molekül und LuxR mit dem gebundenen AI induziert die Transkription.
Zu welcher Stoffgruppe gehören die Autoinducer der Gram-negativen Bakterien und welche
Eigenschaften haben diese Moleküle.
Autoinducer --> Acyl-Homoserinlactone
- Kleine, unpolare Moleküle
- Können leicht über Membranen diffundieren
- HSL-Ring ist konserviert
- Acylkette ist variabel in Länge und Substitution
- HSLs sind artspezifisch --> Spezies-spezifische Sprachen
- Homoserinlactone das wichtige für das Molekül
- Acetyl für Membrangängigkeit und Variabilität
Skizzieren Sie die Expression Quorum sensing-abhängiger Gene bei niedriger und hoher Zelldichte
in Gram-positiven Bakterien.
, Niedrige Zelldichte Hohe Zelldichte
Peptide werden prozessiert und nach Außen sekretiert. Die durch die Peptide aktivierte
Histidinkinase wird autophosphoryliert, welches dann auf den Responseregulator übertragen wird
und schließlich die Expression induziert.
Skizzieren Sie Aufbau und die Funktionsweise eines 2-Komponenten-Signaltransduktionssystems
von Bakterien.
- Aufbau aus zwei Proteinen: Sensor-Histidinkinase und Response Regulator (zwei Teile).
- Sensor-Histidinkinase (drei Teile, siehe oben) (meist membranständig) misst externe Stimulus und
überträgt Signal durch Konformationsänderung in das Zellinnere (meist Phosphorylierung)
- Die Gene sind in der Regel gekoppelt
- Stimulus bewirkt Autophosphorylierung der Sensor-Kinase an konserviertem Histidinrest
Phosphat auf Dimerisierungsdomäne
- Übertragung der Phosphatgruppe auf Response Regulator auf Regulator Domäne
Was versteht man unter Quorum quenching?
Kommunikationsstörung:
- Abbau von Autoinducer-Molekülen durch konkurrierende Mikroorganismen
- Störung des QS durch Abbau von AI
- Biotechnologische Anwendung wird zur Zeit untersucht
- Evtl. auch medizinisch einsetzbar --> weniger Antibiotika-Einsatz
Nennen Sie je ein Beispiel für Intra- und Interspezies Quorum quenching.
Intra: Steuerung der Pathogenität von Straphylococcus aureus von anderen Stämmen
