Untersuchungen zum Argininstoffwechsel bei Mycobacterium bovis ...

5. Diskussion
Nach einer aerogenen Infektion mit M. tuberculosis wird der Erreger durch
Makrophagen phagozytiert. Er wird von diesen jedoch nicht abgetötet, sondern
schafft es mit Hilfe verschiedener Mechanismen, intrazellulär im Phagosom zu
persistieren. Dazu gehört die Fähigkeit, die Fusion des Phagosoms mit einem
bakteriziden Lysosom zu verhindern, und sich den widrigen Bedingungen im Innern
des Phagosoms zu widersetzen. Mit dieser Strategie gelingt es M. tuberculosis, über
Jahre und Jahrzehnte im Wirt zu persistieren. Der Erreger wird in den tuberkulösen
Granulomen durch Abwehrzellen an der Vermehrung und Verbreitung gehindert.
Wenn der Wirt jedoch in eine Situation gerät, durch die sein Immunsystem
geschwächt wird, können die Bakterien diesen Augenblick der Schwäche nutzen und
zu einer Erkrankung führen, die unbehandelt tödlich enden kann.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Mechanismen, die es M. tuberculosis
ermöglichen, in den Phagosomen zu überleben. Es wird angenommen, dass in
tuberkulösen Granulomen ein anaerobes oder zumindest sauerstoffarmes Milieu
herrscht (BARCLAY u. WHEELER 1989). Mykobakterien aber werden als strikt
aerobe Organismen eingestuft. Daher wurden sie in dieser Studie auf ein
Enzymsystem untersucht, das die Energiegewinnung unter anaeroben Bedingungen
ermöglichen könnte: den Arginindeiminase-Weg (ADI-Weg).
Von Pseudomonas aeruginosa ist bekannt, dass dieser obligat aerobe Keim den
Abbau von Arginin über den Arginindeiminaseweg nutzt, um unter anaeroben
Bedingungen aus Arginin ATP für sein Wachstum zu generieren (VANDER WAUVEN
et al. 1984). Dabei entstehen (über die Zwischenstufe Citrullin) Ornithin und
Carbamoylphosphat, das wiederum zu Ammoniak und CO2 abgebaut wird. Beim
letzten Schritt wird die Phosphatgruppe dazu verwendet, ADP zu ATP zu
phosphorylieren. So entstehen aus einem mol Arginin ein Mol Ornithin, zwei Mol
Ammoniak, ein Mol CO2 und ein Mol ATP. Die dazu benötigten Enzyme Arginin-
Deiminase (ADI), Ornithin-Transcarbamoylase (cOTCase) und Carbamat-Kinase
(CK) werden bei Pseudomonas dem Operon arcABCD zugeordnet.
In einer vorangegangen Arbeit (RÖHKER 2003) wurde gezeigt, dass ein Gen mit
Homologie zu arcA von P. aeruginosa bei M. tuberculosis und M. bovis BCG
vorhanden ist. Von diesem, ebenfalls arcA betitelten Gen wurden Deletionsmutanten
in M. tuberculosis und M. bovis BCG erstellt und in vitro unter anaeroben
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