Analyse von Exportsignalen von Typ-III- und Typ-IV-Sekretionssubstraten aus Xanthomonas campestris pv. vesicatoria

Abstract

Das pflanzenpathogene Bakterium Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Xcv) ist der Erreger der bakteriellen Fleckenkrankheit auf Paprika und Tomate. Essentiell für die Pathogenität von Xcv ist das Typ-III-Sekretions (T3S)-System, welches bakterielle Proteine indas extrazelluläre Milieu sekretiert und direkt in das Cytoplasma von Wirtszellen transloziert. Proteine, die über das T3S-System transportiert werden, benötigen häufig ein N-terminales T3S- und Translokationssignal. Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung Typ-III-abhängiger Exportsignale mit Hilfe vonReporter-basierten in vitro-Sekretions- und in vivo-Translokationsstudien. Xcv besitzt weiterhin zwei putative Typ-IV-Sekretions (T4S)-Systeme, die möglicherweise Proteine und/oder DNA in Wirtszellen translozieren können. Infektionsstudien mit T4S-Mutanten zeigten, dass die Virulenz von Xcv durch die T4S-Systeme beeinflusst wird. Eine Kombination von bioinformatischen Vorhersagen und anschließender experimenteller Verifizierung führte zur Identifizierung von Kandidatenproteinen in Xcv, welche möglicherweise über T4S-Systeme transloziert werden.

The plant-pathogenic bacterium Xanthomonas campestrispv. vesicatoria (Xcv) is the causal agent of the bacterial spot disease on pepper and tomato plants. Essential for pathogenicity is the type III secretion (T3S) system, which secretes bacterial proteins into the extracellular milieu and translocates proteins directly into the host cell. In many cases, N-terminal T3S and translocation signals are important for export of proteins through the T3S system. Therefore, the aim of this study was the identification of type III-dependent export signals usingreporter-based in vitro secretion and in vivo translocation assays. Moreover, Xcv contains two putative type IV secretion (T4S) systems, which might deliver DNA and/or proteins into host cells. Mutation and complementation studies revealed that both T4S systems influence the virulence of Xcv. Furthermore, a combination of bioinformatic tools and experimental validation led to the identification of putative T4S substrates in Xcv.