Strukturaufklärung von Kleinmolekülen als Virulenzfaktoren des bakteriellen Zuckerrohrpathogens Xanthomonas albilineans

• Antragsteller: Professor Dr. Roderich D. Süßmuth
• Fachliche Zuordnung: Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236361684

Zur Kolonisierung von Pflanzen haben pflanzenpathogene Bakterien Virulenzfaktoren entwickelt, die die Verteidigungslinien der Wirtspflanze unterlaufen, ob so an Nährstoffe zu gelangen. Das Verständnis dieser Krankheitsprozesse ist von besonderer Bedeutung, da bakterielle Pflanzenschädlinge einen enormen wirtschaftlichen Schaden in Nutzpflanzen anrichten.Xanthomonas albilineans (Xa) ist ein systemisches, Xylem-besiedelndes Pathogen, das die sog. Blattstreifigkeit hervorruft,einer lethalen Erkrankung des Zuckerrohrs. Das Xa-Zuckerrohr-Pathosystem ist ein wichtiges Modellsystem für die Pflanzenpathologie weil: (i) Xa auf das Xylem begrenzt ist, aber die Krankheitssymptome auf Chlorenchymale Zellen übergreifen; (ii) die Xa Infektion für mehrere Wochen oder Monate latent sein kann, bevor die Krankheit ausbricht. Die Sequenzierung des Genoms von Xa zeigte, dass aufgrnd des Fehlens eines Typ III-Sekretionssystems Hrp die Pathogenität wesentlich von der Biosynthese von Sekundärstoffen abhängt. Deren bekannteste Vertreter ist Albicidin, ein spezifisches Toxin, das die Blattstreifigkeitssymptome hervorrufen kann. Darüberhinaus zeigen die Sequenzdaten die Anwesenheit dreier weiterer niht-ribosomaler Petidsynthetasegencluster (Metacols A, B and C). Die Synthese von diesen Sekundärstoffen impliziert zusätzliche Funktionen as Effektoren oder Toxine in der Pathogenese durch Xa. Entsprechend ist das Projekt darauf gerichtet die Strukturen von Albicidin und der Sekundärstoffe Metacol A-C aufzuklären. Die Studie zielt auf die Charakterisierung der Bioaktivitäten der Metacol A-C ab, um ein besseres Verständnis zu erhalten, wie Xa sich im Xylem des Zuckerrohrs ausbreitet. Die Arbeiten werden von Bedeutung für das Verständnis des Xa-Zuckerrohr-Pathosystems sein. Zudem gibt es zwei weitere Xanthomonas-Pathosysteme, die auch über Metacol B-artige nicht-ribosomale Peptidsynthetasen verfügen. Diese sind das Reispathogen Xanthomonas oryzae und das Weizenpathogen Xanthomonas transluscens. Schließlich ist davon auszugehen, dass Albicidin als Leitrsuktur für neue Antibiotika dienen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Person: Dr. Monique Royer