Charakterisierung eines neuen, zweiteiligen Eisenaufnahmesystems aus dem uropathogenen Escherichia coli Stamm F11

Abstract

Durch in silico Analysen wurde in dem uropathogenen Escherichia coli Stamm F11 das dicistronische fetMP-Operon identifiziert, das ein Eisenaufnahmesystem kodiert und dessen Expression eisenabhängig durch den Fur Regulator kontrolliert wird. Die Expression von fetMP in einer W3110-Mutante, der alle bekannten Eisenaufnahmesysteme fehlen (Fec, Feo, MntH, ZupT und Enterobaktin), verbesserte das Wachstum unter Eisenmangel und erhöhte die zelluläre Eisenakkumulation. Essentiell dafür ist das Membranprotein FetM, das zur ILT (Iron/Lead Transporter)-Familie gehört. FetP ist ein Periplasmaprotein und steigerte die Eisenaufnahme durch FetM. In vitro band FetP Cu(II) und das Fe(II)-Proxy Mn(II). Die Aminosäurereste von E46 und D94 wurden als Mn(II)-Liganden identifiziert. Dagegen wird Cu(II) durch H44, E46, M90, H97 und H127 koordiniert. In vivo resultierte die fetP-Expression in einer Verdopplung der zellulären Eisenreduktaseaktivität. FetP könnte demnach Cu(I) als Elektronenquelle zur Reduktion von Eisen nutzen, das anschließend durch FetM in die Zellen aufgenommen wird.