Identifizierung und Charakterisierung von potentiellen ...

Einleitung 13
Moleküle (sog. Autoinducer), die konzentrationsabhängig die Genexpression – direkt oder
über Signalkaskaden geleitet – regulieren [von
Bodman et al., 2008; Keller & Surette, 2006]. In
L. pneumophila besteht dieses System aus den
folgenden bisher entdeckten Proteinen: der
Autoinducer-Synthase, LqsA („Legionella quorum
sensing“), der Sensor-Kinase LqsS und dem
Regulator-Protein LqsR [Spirig et al., 2008]. Dabei
agiert LqsR vor allem als Regulator vom
transmissiven Merkmal Phagozytose und anderen
virulenzassoziierten Attributen [Tiaden et al.,
2007, 2008]. Die Aktivierung von LqsR ist aber
noch unbekannt, wenn auch das Autoinducer-Molekül (α-Hydroxyketon: 3-
Hydroxypentadecan-4-one) selbst ein oder die Sensor-Kinase wegen ihrer gemeinsamen Gen-
Cluster-Anordnung die wahrscheinlichsten Auslöser darstellen.
Abb. II.4 Elektronenmikroskopische Aufnahme
einer mit L. pneumophila ausgefüllten Amöbe.
(entnommen aus dem Epidemiologischen
Bulletin 50/07 des RKI)
Neben dem Quorum Sensing-Netzwerk kommt die eingangs erwähnte Nährstoffüberwachung
als Schalter für die Transition von der replikativen in die transmissive Phase zum Einsatz. Zu
geringes Nährstoffaufkommen wie fehlende Aminosäuren, Kohlenstoffmangel, Eisen-Absenz
oder Inhibierung der Fettsäure-Biosynthese wird vor allem über die Legionella Proteine RelA
(relaxierter Phänotyp, registriert unbeladene tRNA) und SpoT („spotless“ Phänotyp)
[Dalebroux et al., 2009; Hogg et al., 2004] wahrgenommen. Bei Mangel synthetisieren beide
das Alarmon (p)ppGpp (Guanosin-5’-(tri)diphosphat-3’-diphosphat), welches vom Zwei-
Komponenten-System LetA/S („Legionella transmission Activator/Sensor“) erkannt wird
[Hammer et al., 2002]. Nach Aktivierung des Autophosphorylierungssystems induziert LetA
die Expression zweier nichtkodierender RNA Moleküle: RsmY („repressor of secondary
metabolites“) und RsmZ, die antagonistisch auf das CsrA-Molekül wirken und somit die
Repression der transmissiven Expression durch CsrA/B aufheben [Sahr et al., 2009].
Möglicherweise durch ppGpp direkt aktiviert werden die Sigma-Faktoren RpoS sowie der
Regulator RpoN [Molofsky & Swanson, 2004].
Dass diese regulatorische Kaskade nur teilweise aufgeklärt und verstanden ist und erheblich
komplexer mit zusätzlichen Regulatoren und Signal-Effektoren – als in Abb. II.5 dargestellt –
verläuft, zeigen unter anderem auch die Arbeiten von Rasis [Rasis & Segal, 2009] und
McNealy [McNealy et al., 2005].