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Abstrakt
Identifizierung und Charakterisierung einer Familie von Außenmembranproteinen von Helicobacter pylori , die Eisen aus menschlichen Quellen abfangen = .
Marco Antonio Gonzalez-Lopez, Cristhian Sanchez-Cruz, Jose de Jesus Olivares-Trejo
Einleitung: Helicobacter pylori ist ein gramnegatives Spiralbakterium, das mit Magengeschwüren, Gastritis und Duodenitis in Verbindung gebracht wird und vermutlich der Auslöser von Magenkrebs ist. Quellen wie menschliches Lactoferrin, Häm und Hämoglobin können das Wachstum von H. pylori unterstützen . Allerdings ist noch nicht vollständig verstanden, wie der Prozess der Eisenaufnahme erfolgt. Eine In-silico-Analyse hat gezeigt, dass das Genom von H. pylori eine Familie von drei Außenmembranproteinen besitzt, die durch Eisen reguliert werden (FrpB). Zwei von ihnen: FrpB1 und FrpB2 wurden als rekombinante Proteine gereinigt und ihre Fähigkeit zur Häm- bzw. Hämoglobin-Bindung wurde nachgewiesen. Leider wurde das letzte Protein der Familie (FrpB3) nicht untersucht.
Methoden: In dieser Arbeit wurde FrpB3 durch Häm-Affinitätschromatographie gereinigt und seine Häm-Bindungskapazität analysiert. Dieses Protein wurde durch Massenspektrometrie identifiziert und seine Expression wurde mithilfe der Echtzeittechnik unter verschiedenen menschlichen Eisenquellen quantifiziert. Diese Expression wurde mit frpB1 und frpb2 verglichen. Die FrpB3-Struktur wurde anhand eines 3D-Modells analysiert, um die für die Hämoglobin-Bindung notwendigen Motive zu erkennen, und wurde außerdem mit den Strukturen von FrpB1 und FrpB2 verglichen.
Ergebnisse: Das identifizierte Protein war FrpB3, dessen entsprechendes Gen mit Hämoglobin überexprimiert wurde. FrpB1 wurde mit Häm überexprimiert, während FrpB2 in Gegenwart von Häm und auch Hämoglobin induziert wurde. Beide 3D-Modelle zeigten, dass sie strukturell konserviert sind, da sie die typische Fassstruktur aufweisen, die in die Membran eingefügt ist. Außerdem wurden die für die Hb-Bindung notwendigen Motive in allen Strukturen identifiziert.
Schlussfolgerung: H. pylori exprimiert die Proteine FrpB1, FrpB2 und FrpB3, um Eisen zu binden. Diese werden je nach Verfügbarkeit der Eisenquelle reguliert, möglicherweise um den extremen Bedingungen im Magen standzuhalten. Unsere Gesamtergebnisse stellen den Versuch dar, die Bedeutung der Eisenaufnahme zu erklären.