Die Rolle von Zellwandglykopolymeren bei der morphologischen Differenzierung von Streptomyces coelicolor A3(2)

Abstract

Streptomyceten verfügen über einen einzigartigen und komplexen Lebenszyklus. Streptomyces coelicolor A3(2) ist der Modellorganismus, bei dem die physiologische und die damit einhergehende morphologische Differenzierung weitgehend aufgeklärt wurde. Über die Dynamik der Zellwandzusammensetzung, insbesondere die der Zellwandglykopolymere während des Differenzierungsprozesses ist jedoch noch wenig bekannt. In dieser Arbeit wurden die Zellwandglykopolymere von vegetativem Myzel und Sporen mit photometrischen Assays, HPLC-MS Analysen und hochauflösender PAGE analysiert und der Gehalt an Polydiglycosylphosphat (PDP) und Kdn-Teichulosonsäure quantifiziert. Es zeigte sich, dass im Wildtyp M145 Myzelwände mit 35 % einen höheren Gehalt an Zellwandglykopolymeren besitzen als Sporenwände (20 %). Dabei war in den Zellwandglykopolymeren aus Myzelwänden sowohl der Phosphatgehalt als auch der Kdn-Gehalt gegenüber den Sporenwänden erhöht. Ein Vergleich des Bandenmusters partiell hydrolysierter Zellwandglykopolymere zeigte deutliche Unterschiede zwischen den Polymeren aus Sporenwänden und vegetativen Myzelwänden. Weiterführend konnten die Polymerfragmente aus vegetativen Myzelwänden nach Gelelution durch HPLC-MS als PDP identifiziert werden. Die Hydrolyse-Fragmente aus Sporenwänden konnten hingegen keinem bekannten Zellwandglykopolymer zugeordnet werden. Weiterhin wurde die Zellwandglykopolymer-Zusammensetzung verschiedener mutmaßlicher Zellwandglykopolymer-Synthese-Gen-Mutanten untersucht. Während bei der terminalen Transferase-Mutante ΔSCO2578, sowie der vorhergesagten CDP-Glycerol:Glycerophosphat Glycerophosphotransferase-Mutanten ΔSCO2589-2590 und ΔSCO2997 die PDP- oder KDN-Synthese nicht beeinträchtigt war, wies die Exopolysaccharid-Phosphotransferase-Mutante ΔSCO2594 einen reduzierten PDP-Gehalt auf, welcher mit einem drastischen Wachstumsdefekt auf Grund aberranter Verzweigungen der Hyphen korrelierte.