Pathogenicity of a minimal organism [Elektronische Ressource] : role of protein phosphorylation in Mycoplasma pneumoniae / vorgelegt von Sebastian Schmidl

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• Publié par: georg-august-universitat_gottingen
• Publié le: 01 janvier 2010
• Nombre de lectures: 56
• Langue: Deutsch
• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

Pathogenicity of a minimal organism:
Role of protein phosphorylation in
Mycoplasma pneumoniae






Dissertation
zur Erlangung des mathematisch-naturwissenschaftlichen Doktorgrades
„Doctor rerum naturalium“
der Georg-August-Universität Göttingen




vorgelegt von
Sebastian Schmidl
aus Bad Hersfeld




Göttingen 2010































Mitglieder des Betreuungsausschusses:
Referent: Prof. Dr. Jörg Stülke
Koreferent: PD Dr. Michael Hoppert
Tag der mündlichen Prüfung: 02.11.2010












“Everything should be made as simple as possible, but not simpler.”

(Albert Einstein)




















Danksagung
Zunächst möchte ich mich bei Prof. Dr. Jörg Stülke für die Ermöglichung dieser
Doktorarbeit bedanken. Nicht zuletzt durch seine freundliche und engagierte Betreuung
hat mir die Zeit viel Freude bereitet. Des Weiteren hat er mir alle Freiheiten zur
Verwirklichung meiner eigenen Ideen gelassen, was ich sehr zu schätzen weiß.
Für die Übernahme des Korreferates danke ich PD Dr. Michael Hoppert sowie
Prof. Dr. Heinz Neumann, PD Dr. Boris Görke, PD Dr. Rolf Daniel und Prof. Dr. Botho
Bowien für das Mitwirken im Thesis-Komitee. Der Studienstiftung des deutschen
Volkes gilt ein besonderer Dank für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit, durch
die es mir unter anderem auch möglich war, an Tagungen in fernen Ländern
teilzunehmen.
Prof. Dr. Michael Hecker und der Gruppe von Dr. Dörte Becher (Universität
Greifswald) danke ich für die freundliche Zusammenarbeit bei der Durchführung von
zahlreichen Proteomics-Experimenten. Ein ganz besonderer Dank geht dabei an Katrin
Gronau, die mich in die Feinheiten der 2D-Gelelektrophorese eingeführt hat. Außerdem
möchte ich mich bei Andreas Otto für die zahlreichen Proteinidentifikationen in den
letzten Monaten bedanken. Nicht zu vergessen ist auch meine zweite Außenstelle an der
Universität in Barcelona. Dr. Maria Lluch-Senar und Dr. Jaume Piñol gilt ein
besonderer Dank bei der morphologischen Untersuchungen von Mutanten sowie
zahlreichen lustigen Abenden auf Tagungen.
Für die gute Arbeitsatmosphäre und tatkräftige Unterstützung im Labor möchte
ich mich bei Julia Busse bedanken. Speziell natürlich für die unzähligen Slot Blots. Ein
besonderer Dank geht auch an Hinnerk Eilers für die vielen anregenden Diskussionen
rund um die kleinen Biester. Viel Erfolg in Umeå! Meinem Nachfolger Arne Schmeisky
wünsche ich alles Gute und hoffe, dass er das Mycoplasmen-Mekka weiterhin gut
vertreten wird. Dr. Petra Neumann-Staubitz danke ich für die vielen unterhaltsamen
Gespräche im S2-Labor. Mal sehen, ob ihr Schilderwahn einmal ein Ende nimmt!
Weiterhin bedanke ich mich bei meinen alteingesessenen sowie neuen Mitstreitern
Katrin Gunka, Christine Diethmaier, Christoph Wrede, Nico Pietack, Lope A. Flórez,
Martin Lehnik, Frederik Meyer und Fabian Rothe, die in den letzten 3 Jahren viel zu
einer entspannten und kreativen Arbeitsatmosphäre beigetragen haben. Ein großer Dank
für die Erleichterung des Laboraltages geht auch an unsere „Pufferella“ Bärbel Herbst.
Möge sie wieder zu ihrer alten Stärke zurückfinden! Bei der Praktikantin Sandra Appelt,




den Bachelor-Studenten Stephanie Großhennig, Miriam Bothe und Daniel Reuß sowie
den Diplomanden Meike Ridderbusch und Pavel Dutow bedanke ich mich für die
tatkräftige Unterstützung bei vielen Projekten. Hoffentlich haben sie meinen kleinen
Exkurs in die „Advanced and Applied Mycoplasmology“ gut überstanden!? Außerdem
danke ich noch all jenen, die ich nicht namentlich erwähnen konnte, die mich aber
dennoch bei der Erstellung dieser Arbeit unterstützt haben.
Mein ganz spezieller Dank gilt meiner Familie. Ohne die moralische
Unterstützung meiner Eltern und meiner Schwester hätte ich weder mein Studium noch
meine Doktorarbeit schaffen können. Dafür ein riesengroßes Dankeschön! Zum Schluss
gilt mein Dank meiner Freundin Anke, die mich immer wieder neu motiviert und so
sehr an mich glaubt.


CONTENTS EDITORIAL

Contents

Contents .......................................................................................................................... I
List of abbreviations ................................... III
List of publications ..................................................................... VII

Summary ......................................................................................................................... 1

1. Introduction ...................................................................................................... 3
(A) Mycoplasma and Spiroplasma .......... 3
(B) Aims of this work ........................................................................................... 30

2. The stability of cytadherence proteins in Mycoplasma pneumoniae
requires activity of the protein kinase PrkC ............................................... 31

3. The phosphoproteome of the minimal bacterium
Mycoplasma pneumoniae: Analysis of the complete known
Ser/Thr kinome suggests the existence of novel kinases ............................. 52

4. In vitro phosphorylation of key metabolic enzymes from
Bacillus subtilis: PrkC phosphorylates enzymes from different
branches of basic metabolism ..................................................................... 109

5. Upregulation of thymidine kinase activity compensates for loss
of thymidylate synthase activity in Mycoplasma pneumoniae .................. 128

6. Interactions between glycolytic enzymes of Mycoplasma pneumoniae .... 146

7. The hidden pathway: Impact of the glycerophosphodiesterase GlpQ
on virulence of Mycoplasma pneumoniae ................................................... 161

8. Discussion ...................................................................................................... 205


I
CONTENTS EDITORIAL

9. References ..................................................................................................... 219

10. Appendix ....... 245

Curriculum vitae ........................................................................................................ 263



II
ABBREVIATIONS EDITORIAL

List of abbreviations
5FdUMP 5-fluorodeoxyuridine monophosphat
A adenine
Å ångström
ABC adenosine 5’-triphosphate binding cassette
ADP adenosine 5’-diphosphate
Amp ampicillin
Asn asparagine
ATP adenosine 5’-triphosphate
B2H bacterial two-hybrid
bp base pair
BSA bovine serum albumin
C cytosine
2+Ca calcium cation
Cam chloramphenicol
cAMP cyclic adenosine 5’-monophosphate
CDP-Star disodium 2-chloro-5-(4-methoxyspiro {1,2-dioxetane-3,2’-(5’-chloro)
3,7tricyclo[3.3.1.1 ]decan}-4-yl) phenyl phosphate
CH CN acetonitrile 3
CHAPS 3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate
ChIP-chip chromatin immunoprecipitation with microarray technology
Cho choline
Ci curie
cm centimeter
CM cell membrane
2cm square centimeter
CMP cytidine 5’-monophosphate
co control
CO carbon dioxide 2
CoA coenzyme A
COG cluster of orthologous groups of proteins
Cys cysteine
Da dalton
DHAP dihydroxyacetone phosphate
DIG digoxigenin
DNA deoxyribonucleic acid
dT thymidine
dTDP thymidine 5’-diphosphate
dTMP thymidine 5’-monophosphate
DTT dithiothreitol
dTTP thymidine 5’-triphosphate
dU deoxyuridine
dUMP deidine 5’-monophosphate
EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
Erm erythromycine
ESI electrospray ionization
et al. and others
FAD flavin adenine dinucleotide

III
ABBREVIATIONS EDITORIAL

Fig. figure
G guanine
g gram
G3P glycerol 3-phosphate
Glc glucose
Glu glutamic acid
Gly glycerol
Gm gentamicin
GPC glycerophosphorylcholine
GTP guanosine 5’-triphosphate
h hour
H hydrogen
H O water 2
HCl hydrochloric acid
HEPES 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid
His histidine
HIV human immunodeficiency virus
HMW high molecular weight
HPLC high performance liquid chromatography
HPrK HPr kinase
i.d. in diameter
i.e. that is
IPG immobilized power of hydrogen gradient
IPTG isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside
IS insertion sequence
Kan kana