LEE-Homologe in diffus-adhärierenden E. Coli

Über mögliche Pathogenitätsmechanismen der mit persistierenden Durchfallerkrankungen assoziierten diffus-adhärierender enteropathogenen Escherichia coli Stämme (DA-EPEC) und deren Wechselwirkungen mit Darmepithelien ist bisher wenig bekannt. In klassischen EPEC wurde mit dem "locus-of-enterocyte-effacement" (LEE) eine relative kleine Pathogenitätsinsel (ca. 35 kb) beschrieben, die sowohl für ein Typ III-Sekretionssystem als auch für mehrere sezernierte Proteine (Esp) kodiert. Im Berichtszeitraum konnten wir auch in diffus-adhärierenden klinischen E. coli Isolaten Homologe des LEE identifizieren. Zugleich wurde mit EspD ein drittes von den Bakterien in die eukaryotische Zielzelle transloziertes Protein identifiziert, das wahrscheinlich an einer Porenbildung beteiligt ist. EspD bildet in Verbindung mit dem ebenfalls membranintegrierten EspB die Spitze der "molecular syringe", des Typ III abhängigen Injektionssystems dieser pathogenen E. coli. Die Größe dieser Pore wurde durch Osmoprotection-Experimente und mit Hilfe verschiedener elektronenmikroskopischer Techniken (Negativkontrast, Gefrierbruch, Rasterkraft-Mikroskopie) charakterisiert. Der minimale Innendurchmesser der Pore konnte zu 3-5 nm bestimmt werden. Analoge Systeme wurden bei mehreren pathogenen Gram-negativen Spezies (z. B. Yersinia, Shigella, Salmonella, H. pylori) identifiziert. Die chromosomalen Integrationsstellen des LEE in DAEC konnten für mehrere Isolate im Bereich von tRNA Loci (SelC, PheU) identifiziert werden.

Drittmittelgeber:

Deutsche Forschungsgesellschaft

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. M.A. Schmidt (Leiter), Dipl.-Biol. T. Ide, Dr. S. Laarmann, S. Michgehl

Veröffentlichungen:

Beinke, C., S. Laarmann, C. Wachter, H. Karch, L. Greune, M.A. Schmidt: Diffuse-adhering Escherichia coli strains induce attaching and effacing phenotypes and secrete homologues of Esp proteins. Infect. Immun., 66: 528-539 (1998)

Wachter, C., C. Beinke, M. Mattes, M.A. Schmidt: The tip of a molecular syringe: response. Trends in Microbiology, 7: 343 (1999)

Wachter, C., C. Beinke, M. Mattes, M.A. Schmidt: Insertion of EspD into epithelial target cell membranes by infecting enteropathogenic Escherichia coli. Mol. Microbiol. 31: 1695-1707 (1999)

Ide, T., S. Laarmann, L. Greune, H. Schillers, H. Oberleithner, M.A. Schmidt: Charakterization of translocation pores inserted into plasma membranes by type III-secreted Esp proteins of enteropathogenic Escherichia coli. Cellular Microbiol. in revision (2001)

Beinke, C., C. Wachter, S. Veldhoen, M.A. Schmidt: Molecular interactions of secreted factors derived from the LEE pathogenicity island of diffusely-adhering Escherichia coli (DAEC) strains with epithelial cells. Immunology Lett. 69: 60 (1999) (Abstr.)

Zobiack, N., U. Rescher, S. Laarmann, S. Michgehl, M. Alexander Schmidt, V. Gerke: Cell surface attachment of pedestal-forming enteropathogenic E. coli induces a clustering of raft components and a recruitment of annexin 2. J. Cell Science, in revision (2001)