Bakterien der Gattung Shigella sind die Erreger der bakteriellen Ruhr beim Menschen. Der wesentliche Virulenzfaktor der Shigellen ist ihre Fähigkeit zur Invasion. Die Invasion in Epithelzellen ist Ausdruck des erregerspezifischen Infektionsprozesses, der gekennzeichnet ist durch eine vom Bakterium induzierte zelluläre Aufnahme über einen Phagozytose-ähnlichen Mechanismus. In dessen Verlauf kommt es zur charakteristischen Reorganisation des Zytoskeletts der Zelle mit Ausbildung einer blütenartigen Membranstruktur an der bakteriellen Eintrittsstelle, deren Bildung von der kleinen GTPase Rho abhängig ist. Es wurde gezeigt, dass die Rho-Isoformen RhoA und RhoC selbst an den bakteriellen Invasionslocus rekrutiert werden. Trotz hoher Sequenzhomologie der Isoformen untereinander existiert aber ein unterschiedliches Rekrutierungsmuster: RhoA akkumuliert vorwiegend um die eindringenden Bakterien herum während RhoC in die bakterieninduzierten zellulären Protrusionen rekrutiert wird. Für diese differentielle Rekrutierung ist die polybasische Rekrutierungsdomäne am C-Terminus der beiden Rho- Isoformen notwendig und ausreichend. Um eine weitere Charakterisierung der Rekrutierungsdomäne zu ermöglichen wurden Konstrukte mit dieser polybasischen Domäne kloniert und exprimiert. Die exprimierten Proteine wurden in Kooperation mit der Arbeitsgruppe von Konrad Büssow in einem Overlayassay eingesetzt. In einer vorläufigen Auswertung konnte eine Vielzahl von potentiellen in-vitro Bindungspartnern der Rekrutierungsdomäne von RhoA und RhoC nachgewiesen werden. Fast alle Zellkompartimente waren vertreten, Einschränkungen hinsichtlich der Proteinfunktion waren nicht ersichtlich. Die Ergebnisse sprechen für eine pleiotrope Wirkung von RhoA und RhoC auf verschiedene Funktionen und Bereiche der Zelle und haben weitreichende Konsequenzen für die funktionelle Rolle der beiden Rho-GTPasen über die Epithelzellinvasion durch Shigella hinaus.
Shigella is the etiologic agent of human bacillary dysentry, an infectious large bowel disease. A major feature of Shigella’s pathogenic potential is the capacity to invade epithelial cells. Shigella entry into epithelial cells is considered a parasite-induced internalization requiring cytosceletal rearrangements; Shigella entry induces a blossom-like membrane structure at the bacterial entry site. This membrane folding process is dependent on the small GTPase Rho. It has been shown that the two Rho isoforms RhoA and RhoC are recruited into bacterial entry sites with different localization relative to the membrane structures. While RhoA preferentially accumulates in close vicinity to entering bacteria, RhoC is recruited into the tips of Shigella- induced cellular protrusions. This differential recruitment is mediated by a polybasic recruitment-domain at the C-terminal end of the Rho-GTPases. To further characterise this polybasic region we cloned and expressed constructs containing the tagged Rho C-terminus. In cooperation with Konrad Büssow´s group the purified proteins were used to probe a human expression library for binding. In a preliminary evaluation of the results we found a multitude of potential in-vitro binding partners of this protein domain. These results are of importance for the functional role of the Rho-GTPases not only during Shigella-invasion into epithelial cells but also for their role in the regulation of cellular processes.
