Aktivierung des stillen Fumicyclin-Clusters in Aspergillus fumigatus durch mikrobielle Kommunikation mit Streptomyces rapamycinicus

König, Claudia

Aspergillus fumigatus ist ein humanpathogener Saprophyt, der allergische Reaktionen und schwerwiegende systemische Infektionen hervorrufen kann. Viele der Sekundärmetabolit-Gencluster von A. fumigatus werden unter Laborbedingungen nicht transkribiert, die Produkte der kodierten Biosyntheseenzyme sind unbekannt. Durch Kokultivierung von A. fumigatus mit Streptomyces rapamycinicus wird ein solches stilles Gencluster aktiviert und Fumicycline gebildet. Das im Cluster lokalisierte Gen fccA kodiert für die Nicht-reduzierende Polyketidsynthase FccA. Zudem ist im Cluster das Transkriptionsfaktorgen fccR, sowie ein Gen für eine Metallo-β-Lactamase-Typ Thioesterase (fccB), eine Dimethylallyltryptophansynthase (fccD), eine FAD-abhängige Monooxygenase (fccC) und eine Epimerase/Dehydrogenase (fccE) lokalisiert. Für die Aktivierung des ors-Genclusters in A. nidulans während der Interaktion mit S. rapamycinicus ist die Histonacetyltransferase GcnE essentiell. Die homologe HAT GcnE in A. fumigatus (AfgcnE) ist jedoch nicht notwendig für die Aktivierung des Fumicyclin-Genclusters. Die verzögerte Auskeimung der Sporen und die Deformation der Konidiophoren des AfgcnE-Deletionsstammes impliziert jedoch eine Rolle von GcnE bei der Konidiogenese. In A. fumigatus ist die Mitogen-aktivierte Proteinkinase MpkA an der Aktivierung des Fumicyclin-Clusters beteiligt. Während der Interaktion ändert sich die Phosphorylierung von MpkA. Die Phosphorylierung von Threonin186 ist entscheidend für die Transkription der fcc-Gene. Zudem beeinflusst auch der Eisengehalt des verwendeten Mediums die Transkription der fcc-Gene und die Fumicyclin-Produktion. Jedoch hat die Abwesenheit der Fumicyclin-Biosynthese keinen Einfluss auf die Virulenz von A. fumigatus im Mausinfektionsmodell. Das Fumicyclin-Gencluster ist nicht spezifisch. Homologe Sekundärmetabolit-Gencluster können sowohl in anderen Aspergilli als auch in einigen Dermatophyten identifiziert werden.

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König, Claudia: Aktivierung des stillen Fumicyclin-Clusters in Aspergillus fumigatus durch mikrobielle Kommunikation mit Streptomyces rapamycinicus. 2015.

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