@phdthesis{Albers2018,
  author    = {Albers, Philip},
  title     = {Funktionelle Charakterisierung des bakteriellen Typ-III Effektorproteins HopZ1a in Nicotiana benthamiana},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {viii, 134},
  year      = {2018},
  abstract  = {Um das Immunsystem der Pflanze zu manipulieren translozieren gram-negative pathogene Bakterien Typ-III Effektorproteine (T3E) {\"u}ber ein Typ-III Sekretionssystem (T3SS) in die pflanzliche Wirtszelle. Dort lokalisieren T3Es in verschiedenen subzellul{\"a}ren Kompartimenten, wo sie Zielproteine modifizieren und so die Infektion beg{\"u}nstigen. HopZ1a, ein T3E des Pflanzenpathogens Pseudomonas syringae pv. syringae, ist eine Acetyltransferase und lokalisiert {\"u}ber ein Myristolierungsmotiv an der Plasmamembran der Wirtszelle. Obwohl gezeigt wurde, dass HopZ1a die fr{\"u}he Signalweiterleitung an der Plasmamembran st{\"o}rt, wurde bisher kein mit der Plasmamembran assoziiertes Zielprotein f{\"u}r diesen T3E identifiziert. Um bisher unbekannte HopZ1a-Zieleproteine zu identifizieren wurde im Vorfeld dieser Arbeit eine Hefe-Zwei-Hybrid-Durchmusterung mit einer cDNA-Bibliothek aus Tabak durchgef{\"u}hrt, wobei ein nicht n{\"a}her charakterisiertes Remorin als Interaktor gefunden wurde. Bei dem Remorin handelt es sich um einen Vertreter der Gruppe 4 der Remorin-Familie, weshalb es in NbREM4 umbenannt wurde. Durch den Einsatz verschiedener Interaktionsstudien konnte demonstriert werden, dass HopZ1a mit NbREM4 in Hefe, in vitro und in planta wechselwirkt. Es wurde ferner deutlich, dass HopZ1a auf spezifische Weise mit dem konservierten C-Terminus von NbREM4 interagiert, das Remorin jedoch in vitro nicht acetyliert. Analysen mittels BiFC haben zudem ergeben, dass NbREM4 in Homodimeren an der Plasmamembran lokalisiert, wo auch die Interaktion mit HopZ1a stattfindet. Eine funktionelle Charakterisierung von NbREM4 ergab, dass das Remorin eine spezifische Rolle im Immunsystem der Pflanze einnimmt. Die transiente Expression in N. benthamiana induziert die Expression von Abwehrgenen sowie einen ver{\"a}nderten Blattph{\"a}notyp. In A. thaliana wird HopZ1a {\"u}ber das Decoy ZED1 und das R-Protein ZAR1 erkannt, was zur Ausl{\"o}sung einer starken Hypersensitiven Antwort (HR von hypersensitive response) f{\"u}hrt. Es konnte im Rahmen dieser Arbeit gezeigt werden, dass ZAR1 in N. benthamiana konserviert ist, NbREM4 jedoch nicht in der ETI als Decoy fungiert. Mit Hilfe einer Hefe-Zwei-Hybrid-Durchmusterung mit NbZAR1 als K{\"o}der konnten zwei Proteine, die Catalase CAT1 und der Protonenpumpeninteraktor PPI1, als Interaktoren von NbZAR1 identifiziert werden, welche m{\"o}glicherweise in der Regulation der HR eine Rolle spielen. Aus Voruntersuchungen war bekannt, dass NbREM4 mit weiteren, nicht n{\"a}her charakterisierten Proteinen aus Tabak interagieren k{\"o}nnte. Eine phylogenetische Einordnung hat gezeigt, dass es sich um die bekannte Immun-Kinase PBS1 sowie zwei E3-Ubiquitin-Ligasen, NbSINA1 und NbSINAL3, handelt. PBS1 interagiert mit NbREM4 an der Plasmamembran und phosphoryliert das Remorin innerhalb des intrinsisch ungeordneten N-Terminus. Mittels Massenspektrometrie konnten die Serine an Position 64 und 65 innerhalb der Aminos{\"a}uresequenz von NbREM4 als PBS1-abh{\"a}ngige Phosphorylierungsstellen identifiziert wurden. NbSINA1 und NbSINAL3 besitzen in vitro Ubiquitinierungsaktivit{\"a}t, bilden Homo- und Heterodimere und interagieren ebenfalls mit dem N-terminalen Teil von NbREM4, wobei sie das Remorin in vitro nicht ubiquitinieren. Aus den in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnissen l{\"a}sst sich ableiten, dass der bakterielle T3E HopZ1a gezielt mit dem Tabak-Remorin NbREM4 an der Plasmamembran interagiert und {\"u}ber einen noch unbekannten Mechanismus mit dem Immunsystem der Pflanze interferiert, wobei NbREM4 m{\"o}glicherweise eine Rolle als Adapter- oder Ankerprotein zukommt, {\"u}ber welches HopZ1a mit weiteren Immunkomponenten interagiert. NbREM4 ist Teil eines gr{\"o}ßeren Immunnetzwerkes, zu welchem die bekannte Immun-Kinase PBS1 und zwei E3-Ubiquitin-Ligasen geh{\"o}ren. Mit NbREM4 konnte damit erstmalig ein membranst{\"a}ndiges Protein mit einer Funktion im Immunsystem der Pflanze als Zielprotein von HopZ1a identifiziert werden.},
  language  = {de}
}