Research project

Die Kohlenstoff-Kataboliten Regulation ist ein Mechanismus, der Bakterien zur Verwertung der das schnellste Wachstum ermöglichenden Kohlenstoffquelle aus komplexen Mischungen befähigt. In Gram positiven, GC armen Mikroorganismen führt das "catabolite control protein A" CcpA als zentraler Transkriptionsfaktor diese Regulation aus. In B. subtilis werden über 200 Gene von ihm entweder aktiviert oder reprimiert. CcpA benötigt das an Serin 46 phosphorylierte "histidine containing protein" HprSer46P aus dem Phosphotransferase Zuckertransport Sytem (PTS) als Corepressor für die Bindung an seinen Operator cre (catabolite responsive element). HPrSer46P zeigt dabei die Anwesenheit von hochwertigen PTS Zuckern, wie z.B. Glukose an, die bevorzugt vor minderwertigen Kohlenstoffquellen wie z.B. Xylose verwertet werden. Transkriptom- und Proteomanalysen zeigten außerdem durch CcpA glukoseunabhängig regulierte Gene, und auch regulierte Gene ohne cre-Konsensusmotiv. Ziel unserer Arbeiten ist es, in Mutagenesestudien an CcpA und HPr die Rolle der Komplexbildung von CcpA mit cre und HPrSer46P für den Regulationsmechanismus aufzuklären und eine Trennung der multiplen Phänotypen einer ccpA Inaktivierung zu erreichen. Die Charakterisierung solcher Mutanten erfolgt in vivo durch Reportergenfusionen und in vitro durch Interaktionsstudien zur Komplexbildung von CcpA mit cre und HPrSer46P, u.a. durch Messungen der Fluoreszenz und Oberflächenplasmonresonnanz. Dadurch sollen mechanistische Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Regulationsmodi von CcpA hergestellt werden.

Publikationen:
Stülke J., and Hillen W.: Carbon Catabolite Repression in Bacteria. Current Opinion in Microbiology, 2 (1999) 195-201
Küster-Schöck E., Tanja Hilbich, Michael K. Dahl, and Hillen W.: Mutations in Catabolite Control Protein CcpA Separating Growth Effects from Catabolite Repression. J. Bacteriol., 181 (1999) 4125-4128
Küster-Schöck E., Wagner A., Völker U., and Hillen W.: Mutations in Catabolite Control Protein CcpA Showing Glucose-Independent Regulation in Bacillus megaterium. J. Bacteriol., 181 (1999) 7634-7638
Mahr K., Hillen W. and Titgemeyer F.: Carbon Catabolite Repression in Lactobacillus pentosus: Analysis of the ccpA Region. Appl. Environ. Microbiol. 66 (2000), 277-283
Wagner A., Küster-Schöck E. and Hillen W.: Sugar Uptake and Carbon Catabolite Repression in Bacillus megaterium strains with inactivated ptsHI. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2 (2000) 587-592
Stülke J.and Hillen W.: Regulation of Carbon Catabolism in Bacillus. Annu. Rev. Microbiol. 54 (2000) 849-880
Aung-Hilbrich L.-M., Seidel G., Wagner A and Hillen W.: Quantification of the influence of HprSer46P and potential low mass effectors on CcpA-cre interaction J. Mol. Biol. 319 (1) (2002) 77-85
Knott A., Garke K., Urlinger S., Guthman J., Muller Y., Thellmann M. and Hillen W.: Tetracycline-dependent gene regulation: combinations of transregulators yield a variety of expression windows. Bio Techniques 32 (2002) 3796-806