Charakterisierung des putativen Transkriptionsfaktors Roh von Enterobacter cloacae

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	24 Februar 2009
Begutachter (Erstgutachter):	Hans-Jörg (Prof. Dr.) Linde
Tag der Prüfung:	17 Februar 2009
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Stichwörter / Keywords:	Enterobacter cloacae , Transkriptionsfaktor , efflux , Antibiotikaresistenz , Rob , efflux , antimicrobial resistance , Enterobacter cloacae
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	12225

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Resistenzentwicklung von Bakterien gegenüber antimikrobiellen Substanzen stellt den behandelnden Arzt inzwischen vor immer größere Herausforderungen. Ein phylogenetisch sehr alter Teil an Resistenzmechanismen wird durch ein System bakterieller Effluxpumpen gestellt. Die Pumpen transportieren ein großes, überlappendendes Spektrum an verschiedenen Substanzen. Sie unterliegen genauen ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Resistenzentwicklung von Bakterien gegenüber antimikrobiellen Substanzen stellt den behandelnden Arzt inzwischen vor immer größere Herausforderungen. Ein phylogenetisch sehr alter Teil an Resistenzmechanismen wird durch ein System bakterieller Effluxpumpen gestellt. Die Pumpen transportieren ein großes, überlappendendes Spektrum an verschiedenen Substanzen. Sie unterliegen genauen Regulationsmechanismen durch eine Vielzahl an Transkriptionsfaktoren, wie zum Beispiel in Escherichia coli MarA, Rob oder SoxS. In der vorliegenden Arbeit sollte ein neu entdeckter putativer Transkriptionsfaktor �Roh� genauer untersucht und charakterisiert werden. Der Name �Roh� leitet sich aufgrund enger Homologie mit dem bereits bekannten Transkriptionsfaktor Rob von �Rob-homolog� ab. Roh wurde auf der Suche nach der Ursache unterschiedlicher Minimaler Hemmkonzentrationen (MHK) gegenüber Ciprofloxacin bei zwei vom selben Patienten isolierten Vertretern der Nomenspecies Enterobacter cloacae entdeckt (Linde et al., 2002, JAC). Das geänderte Resistenzspektrum der Keime wies wie die Überexpression von roh auf Aktivierung des Effluxsystemes durch Roh hin. Versuche mittels �touch down�-PCR und Southern Blot bestätigten nun das Vorliegen der Gensequenz von Roh in allen untersuchten klinischen Isolaten sowie exemplarischen Vertretern der dreizehn Bakteriencluster der Nomenspecies Enterobacter cloacae. Roh zeigte sich in seiner Sequenz hoch konserviert. Ein roh-basierter phylogenetischer Stammbaum der Nomenspecies E. cloacae ließ sich nicht erstellen. Mit einem neu generierten high copy-Plasmid pUC19-lacPr-roh-kana konnte roh unter der Kontrolle eines lac-Promotors überexprimiert werden. Mit pUC19-lacPr-roh-kana transformierte E. cloacae zeigten zu Wildtyp-Stämmen diskrepante MHK für typischerweise durch Effluxpumpen transportierte Antibiotika, nicht aber gegenüber Lösungsmitteln oder Cadmiumionen.
Die Ergebnisse weisen auf die Rolle von Roh als Transkriptionsfaktor im System bakterieller Effluxpumpen in E. cloacae hin.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

The development of resistance against antimicrobial compounds continues to pose new challenges to attending physicians. A phylogenetic old mechanism of resistance is provided by a system of bacterial drug export pumps. The pumps transport a wide overlapping spectrum of different agents. They are closely regulated by a broad range of transcription factors, for example in Escherichia coli MarA, ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

The development of resistance against antimicrobial compounds continues to pose new challenges to attending physicians. A phylogenetic old mechanism of resistance is provided by a system of bacterial drug export pumps. The pumps transport a wide overlapping spectrum of different agents. They are closely regulated by a broad range of transcription factors, for example in Escherichia coli MarA, Rob, or SoxS. In this study a new found putative transcription factor called Roh is investigated and characterized. The term �Roh� is derived from �Rob homologue� due to the distinctive homology of the DNA sequence of Roh to the one of Rob, an already well described transcription factor in bacterial drug export systems. Roh was discovered by investigating the cause of differing minimal inhibiting concentrations (MICs) for ciprofloxacin of two closely related isolates of Enterobacter cloacae (Linde et al., 2002, JAC). The changed spectrum of resistance of the two strains as well as the increased expression of Roh suggested an activation of drug efflux systems by Roh. Experiments with �touch down� PCRs and Southern Blot analyses now confirm, that the sequence of Roh is existent in all investigated clinical isolates as well as in representative strains of the different clusters of the nomenspecies Enterobacter cloacae set up by H. Hoffmann (Hoffmann et al., 2003, AEM). In all isolates Roh appeares to be highly preserved in sequence. A roh-based phylogenetic tree could not be achieved. A high-copy plasmid pUC19-lacPR-roh-kana was generated for the overexpression of roh. With pUC19-lacPr-roh-kana transformed E. cloacae show increased MICs for typically by efflux pumps transported antibiotics but not for organic solvents or Cadmium ions being compared to wild type isolates.
These findings suggest a role of Roh as transcription factor in the bacterial drug export system of Enterobacter cloa

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