Veränderungen im LPS-Muster von E.coli Shigella durch cld pHS-2

Abstract

Bei neun von vierzehn Serogruppen der Subspezies E. coli Flexneri (SF) konnte ein pHS-2-Plasmid nachgewiesen werden. Es besteht eine positive Korrelation zwischen pHS-2-positiven SF und dem Auftreten einer Reaktiven Arthritis, eine Komplikation der bakteriellen Ruhr. Verschiedene Autoren führen das gehäufte Auftreten der Reaktiven Arthritis bei pHS-2-positiven SF auf eine erhöhte Serumresistenz zurück, die den Bakterien durch das cld(pHS-2)-Gen vermittelt wird. Das cld(pHS-2)-Gen als längstes aller 18 "open reading frames" auf dem pHS-2-Plasmid kodiert für ein 35 kD großes Protein, das aufgrund seiner Funktion als "chain length determinant" (Cld(pHS-2)) bezeichnet wurde. Cld(pHS-2) ist maßgeblich an der Produktion von Lipopolysacchariden vom VL-Typ beteiligt. LPS vom VL-Typ produzieren O-Seitenketten mit mehr als 70 bis 80 Oligosaccharideinheiten und sollen die bakterielle Membran vor einer Komplementbindung und Serum-Antikörpern schützen, wodurch den Bakterien eine erhöhte Serumresistenz vermittelt werde. In dieser Arbeit wurde cld(pHS-2) in einen pHS-2-negativen Stamm der SF Serogruppe 6 integriert, um nachzuweisen, dass cld(pHS-2) das LPS-Muster pHS-2-negativer SF in charakteristischer Weise modifiziert. Während der Expressionsnachweis von cld(pHS-2) als Einzelprotein misslang, war eine Expression von cld(pHS-2) als Fusionsprotein in SF Serogruppe 6 erfolgreich. Im Vergleich zu pHS-2-negativen SF war unsere SF Serogruppe 6-Mutante nun in der Lage, LPS vom VL-Typ in Form einer zusätzlichen Bande mit ca. 80 Oligosaccharideinheiten zu produzieren. Diese phänotypische Veränderung war zwar nur gering ausgeprägt, konnte jedoch den spezifischen Einfluss von cld(pHS-2) als Fusionsprotein auf das LPS-Muster pHS-2-negativer SF nachweisen.

In nine out of fourteen serogroups of E. Coli Flexneri (SF) a pHS-2 plasmid has been isolated. There is a positive correlation between pHS-2-positive SF and the occurence of reactive arthritis (ReA) which is a complication of bacterial dysentery. Different authors reduce the widespread appearance of ReA by pHS-2-positive SF to an increased serum resistance caused by a cld(pHS-2)-gene. The cld(pHS-2)-gene ist the longest of 18 open reading frames in pHS-2 and it is the coding for a 35 kD protein which has been identified as a chain length determinant because of its function. Cld(pHS-2) plays a decisive role in the production of lipopolysaccharides (LPS) of the VL-type. LPS of the VL-type produce O antigen with more than 70-80 repeat units, and protect the bacterial outer membrane from complement factors and serum antibodies by a higher serum resistance. In this research the cld(pHS-2)-gene was integrated in a pHS-2-negative SF serogroup 6 to prove that cld(pHS-2) is able to modify the LPS pattern (destribution) of pHS-2-negative SF in a characteristic manner. The expression of cld(pHS-2) in SF serogroup 6 as an isolated protein failed, but the expression of cld(pHS-2) as a fusion protein was successful. In contrast to the pHS-2-negative SF our SF serogroup 6 mutant was able to produce LPS of the VL-type with 80-90 repeat units. Despite the slight effect, a specific influence of cld(pHS-2) as a fusion protein on LPS pattern and the bacterial phaenotype has to be confirmed.