Biological activity and mode of action of the pasteurella multocida toxin

• Applicant: Professor Dr. Klaus Aktories
• Subject Area: Pharmacology
• Term: from 2002 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5380189

Pasteurella multocida ist ein weit verbreiteter Keim, der lokale Entzündungen, respiratorische Infektionen und bakteriämische Pasteurellosen verursacht. Veterinärmedizinisch ist besonders eine irreversible Knochenatrophie bei atrophischer Rhinitis bedeutsam. Verantwortlich hierfür ist ein 146 kDa Proteintoxin, das strukturelle Ähnlichkeit mit dem cytotoxischnekrotisierenden Faktor von E. coli aufweist. Pasteurella multocida Toxin (PMT) ist ein starkes Mitogen und führt in zahlreichen Zellen zu einer vermehrten DNA-Synthese und Proliferation. Das Toxin aktiviert massiv die Phospholipase Cß (PLCbeta). Vor kurzem konnte gezeigt werden, dass die Stimulation der PLCß über G alpha q, nicht aber über das eng verwandte G alpha 11 vermittelt wird. Weiterhin aktiviert PMT die GTPase RhoA und induziert hierdurch die Bildung von Aktinkabeln und fokalen Kontakten. Weder der Mechanismus der G alpha q- noch der Rho-Aktivierung konnten bisher aufgeklärt werden. Sämtliche Daten weisen bisher auf einen völlig neuen Toxinwirkmechanismus hin. In dem vorliegenden Antrag soll die Aktivierung von G alpha q durch PMT eingehend charakterisiert und der molekulare Mechanismus aufgeklärt werden. Durch gezielte Mutangenese und die Herstellung von G alpha q /11-Chimären soll untersucht werden, worauf die Spezifität von PMT für G alpha q beruht. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Untersuchung der Aktivierung von Rho GTPasen durch PMT. Erst Befunde deuten darauf hin, dass PMT nicht direkt auf Rho wirkt. Wir wollen die Signaltransduktionswege charakterisieren, die an diesem Prozess beteiligt sind. Schließlich ist geplant, die Wirkungen von PMT auf die Aktivierung von RBL-Zellen, einem Mastzellmodell, zu charakterisieren. Wir gehen davon aus, dass die vorgeschlagenen Arbeiten zu grundlegend neuen Erkenntnissen über die Wirkung von PMT führen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Privatdozent Dr. Joachim Orth