In seinem natürlichen Lebensraum
ist der Mikroorganismus Bacillus subtilis zahlreichen
Stressfaktoren ausgesetzt. Durch komplexe Regulations- sowie
Differenzierungsprozesse (Biofilm-Formation, Sporulation)
besitzt dieses Bakterium die Fähigkeit, sich an diverse
Stresssituationen anzupassen. Die Verfügbarkeit von Wasser
ist ein Beispiel für einen solchen Stressfaktor. Als eine
zentrale Anpassungsstrategie an hyperosmotische
Kulturbedingungen, konnte in B. subtilis die Akkumulation von
kompatiblen Soluten durch Synthese und Aufnahme identifiziert
werden. In Transkriptom-Analysen hyperosmotisch gestresster
B. subtilis Kulturen wurden jedoch zahlreiche Gene
identifiziert, die unter Hochsalz Bedingungen eine Induktion
in der Genexpression zeigten. Interessanterweise
kristallisierte sich bei der Analyse dieser
Transkriptom-Daten eine Gruppe von Genen heraus, denen eine
Beteiligung am Zellwandmetabolismus zugesprochen werden
konnte. Beispiele dafür sind die Gene yqiH sowie yqiI. Das
Gen yqiH kodiert vermutlich für ein Lipoprotein, wohingegen
das Protein YqiI Sequenzähnlichkeiten zu der Enzymklasse der
N-Acetylmuramyl-L-Alanin Amidasen aufweist. Diese Enzyme
gehören zu der Gruppe der Zellwandhydrolasen (Autolysine),
die in wichtige zelluläre Prozesse involviert sind. Mit Hilfe
der Zymographie konnte im Verlauf dieser Arbeit die
hydrolytische Fähigkeit für das Protein YqiI in vitro
bestätigt werden. Außerdem wurde gezeigt, dass die
Kultivierung von B. subtilis unter hyperosmotischen
Bedingungen zu einer drastischen Veränderung in der
Zellmorphologie führte, die ausschließlich während der
Anpassungsphase auftrat. Die Ergebnisse der
Transkriptom-Analysen und auch die Beobachtung der
morphologischen Veränderungen führten zu der Hypothese, dass
die Restrukturierung der Zellhülle eine neue Facette in der
Adaptation von B. subtilis an hochsaline Bedingungen
darstellen könnte. Um eine mögliche Beteiligung der Proteine
YqiH sowie YqiI zu untersuchen wurden, diese im Rahmen der
vorliegenden Arbeit einer biochemischen, physiologischen
sowie regulatorischen Charakterisierung unterzogen. Durch
eine RT-PCR-basierende Methode konnte eine Co-Transkription
der yqiHI Gene mit einem weiteren Gen yqiK erstmals gezeigt
werden. Die Charakterisieru...