Die Rolle des Ionophores Calcimycin im Kampf um Eisen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Julia Bandow
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323951376

Calcimycin ist ein vom Bodenbakterium Streptomyces chartreusis produziertes Carrier-Ionophor für bivalente Metallkationen. Es kann die Membran nur im Komplex mit Kationen durchqueren, so dass der Transport weitgehend elektroneutral ist. Calcimycin stört die Metallhomöostase des Bodenbakteriums Bacillus subtilis dahingehend, dass die zellulären Eisen- und Manganlevel sinken, während Kalzium akkumuliert. Die antibakterielle Aktivität von Calcimycin steigt bei niedrigen Eisen- und Mangan-Konzentrationen. In Antwort auf Calcimycin aktiviert B. subtilis die Siderophor-Biosynthese und die oxidative Stressantwort. Da Eisen in vielen Böden ein umkämpfter Mikronährstoff ist, interessiert uns die Rolle von Calcimycin im Kampf um Eisen. Dient es der Ausschaltung von Konkurrenten oder dem gezielten Diebstahl von Eisen aus benachbarten Zellen? Regt es die Produktion von Xenosiderophoren an, die zusätzliche Eisenquellen verfügbar machen? Um die ökologische Rolle von Calcimycin zu ergründen, werden wir untersuchen, inwieweit der Einstrom von Kalzium, und der Ausstrom von Eisen und Mangan zur antibakteriellen Wirkung von Calcimycin beitragen. Wir werden die Calcimycin- und Siderophor-Level in gemischten Kulturen von S. chartreusis und B. subtilis bestimmen. Außerdem werden wir den Eisen-Fluss in gemischten Kulturen messen. Dabei werden sowohl Wildtypstämme, als auch Calcimycin-defiziente S. chartreusis bzw. Siderophor-defiziente B. subtilis-Mutanten zum Einsatz kommen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen