Untersuchungen zum Argininstoffwechsel bei Mycobacterium bovis ...

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Citrullin als alleinige Stickstoffquelle in Minimalnährmedium angeboten wurde. Es
wurde also der erste Schritt im ADI-Weg, die Desaminierung von Arginin, umgangen.
Die ∆arcA-Mutation bei ∆arcA M. tuberculosis und ∆arcA M. bovis BCG sollte folglich
in diesem Versuch keinen Einfluss haben. Die Ammoniak-Akkumulation müsste unter
diesen Voraussetzungen aus dem letzten Schritt des ADI-Wegs, der Hydrolyse von
Carbamoyl-Phospat durch die Carbamat-Kinase (CK) zu CO2 und Ammoniak,
resultieren.
Die Wildtypen und die ∆arcA-Mutanten von M. tuberculosis und M. bovis BCG, sowie
die komplementierten Mutanten, konnten aus L-Citrullin in vergleichbarem Umfang
Ammoniak abspalten. Die Konzentrationen des Ammoniaks nach 10 Tagen
Versuchsdauer waren deutlich geringer als bei der Abspaltung aus L-Arginin, sie
lagen im Bereich von 150-250 µM Ammoniak/l. Vorausgesetzt, die Enzyme cOTC
und CK sind bei M. tuberculosis und M. bovis BCG vorhanden, könnten diese
Ergebnisse auf eine unterschiedliche Affinität der Enzyme für ihr Substrat hindeuten.
Daraus würde eine langsamere Umsetzung der Metabolite resultieren. Bei
theoretischer sofortiger Umsetzung der verfügbaren Substrate durch cOTCase und
CK, beginnend mit Citrullin, wäre eine Konzentration des Ammoniaks zu erwarten,
die der Hälfte dessen entspricht, was mit Arginin als zugesetzter Stickstoffquelle
umgesetzt wird.
Möglich wäre allerdings auch, dass durch andere, unbekannte enzymatische
Reaktionen das Ammoniak aus Citrullin freigesetzt wird. Diese Möglichkeit ist,
solange keine weiteren Enzyme des ADI-Pathways gefunden werden, nicht
auszuschließen. Auch eine singulär vorliegende Arginindeiminase könnte für die
Mykobakterien patho-physiologische Vorteile haben, auf die bei der Diskussion der in
vivo-Experimente eingegangen wird.
5.2. In-vivo-Charakterisierung der ∆arcA-Mutante
Die Bedeutung der Arginindeiminase für die Persistenz von M. bovis BCG wurde an
immunkompetenten BALB/c-Mäusen untersucht. Die ∆arcA-Mutante von M. bovis
BCG zeigte hierbei eine deutliche Attenuierung gegenüber dem Wildtyp. Die Lungen
und die Lebern der mit ∆arcA BCG infizierten Versuchstiere wiesen am Tag 170
einen Rückgang der Keimbelastung gegenüber dem Wildtyp auf. An den folgenden
Sektionszeitpunkten waren bei den mit ∆arcA-Mutanten infizierten Mäusen in den