Regulationsmechanismen von Oxacillinresistenz und Biofilmbildung ...

1 Einleitung 16
Die σ B -Aktivität wird in B. subtilis und S. aureus auf posttranskriptioneller Ebene durch
die im σ B Operon kodierten Regulatorproteine (RsbU, RsbV, RsbW) kontrolliert
(Abbildung 1.4). RsbW fungiert als Anti-Sigmafaktor, da es in der Lage ist, σ B zu
binden und somit die Bindung des alternativen Sigmafaktors an die RNA Polymerase zu
verhindern 22-24, 60, 186 . Gleichzeitig besitzt RsbW eine spezifische Kinaseaktivität für den
Anti-Anti-Sigmafaktor RsbV 3, 60, 290 . Lediglich die nicht-phosphorilierte Form von
RsbV ist in der Lage, RsbW zu binden und somit den Anti-Sigmafaktor zu inaktivieren.
Der Phosphorilierungsgrad von RsbV wird durch den Energiezustand der Zelle sowie
die RsbV-spezifische Phosphatase RsbU reguliert 14, 33, 70, 91, 198, 268-270 .
Abbildung 1.4
Modell der posttranskriptionellen Regulation der σ B -Aktivität in S aureus, beziehungsweise
der zentralen Regulationskaskade von B. subtilis. Die Bindung von σ B an die
RNA-Polymerase (RNAP) kann durch Bindung an den negativen Regulator RsbW verhindert
werden. RsbW fungiert gleichzeitig als spezifische Kinase für den Anti-Anti-
Sigmafaktor RsbV und führt durch Phosphorilierung (RsbV-P) zu dessen Inaktivierung.
RsbV-P kann durch die spezifische PP2C Phosphatase RsbU dephosphoriliert und
damit aktiviert werden. Nicht phosphoriliertes RsbV ist in der Lage, den Anti-Sigmafaktor
RsbW zu binden und auf diesem Weg dessen Bindung an σ B zu inhibieren.
Obwohl das zentrale Regulationsmotiv zwischen S. aureus und B. subtilis konserviert
ist, stellt sich die Regulation der σ B -Aktivität in B. subtilis weitaus komplexer dar. Die
σ B -Aktivität in B. subtilis wird je nach Stimulus durch unterschiedliche Aktivierungswege
des Anti-Anti-Sigmafaktors RsbV reguliert. Durch einen internen, vor rsbV
gelegenen σ B -abhängigen Promotor kann nach der initialen Aktivierung von σ B eine
weitere Autoinduktion der letzten vier Gene des σ B Operons erfolgen (Abbildung 1.3).
Eine Induktion von σ B durch Umweltstressfaktoren wird vornehmlich durch die für
RsbV spezifische PP2C Phosphatase RsbU vermittelt 131, 132, 270, 271, 290 . Die Aktivität von
RsbU wird durch die Proteine RsbS und RsbT reguliert 131, 290 . Im dephosphorilierten
Zustand bindet RsbS an RsbT und inaktiviert dieses. Durch Phosphorilierung von RsbS