Metabolismo intermedio e patogenicità microbica: studio della regolazione e dell’espressione differenziale del gene gdhA, codificante la L-glutammato deidrogenasi NADP-specifica, in isolati clinici di Neisseria meningitidis

Colicchio, Roberta (2006) Metabolismo intermedio e patogenicità microbica: studio della regolazione e dell’espressione differenziale del gene gdhA, codificante la L-glutammato deidrogenasi NADP-specifica, in isolati clinici di Neisseria meningitidis. [Tesi di dottorato] (Inedito)

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Abstract

Neisseria meningitidis (meningococco) è un batterio a ristretto spettro d’ospite e presenta “stili di vita” alternativi: commensale-patogeno, intracellulare-extracellulare. Un fattore cruciale per tale comportamento risiede nella capacità di sintetizzare ed utilizzare nutrienti essenziali per la propria sopravvivenza nei diversi microambienti dell’ospite durante un naturale ciclo infettivo. Dati di letteratura indicano che gdhA, codificante la L-glutammato deidrogenasi NADP-specifica (NADP-GDH) è tra i 73 geni di N. meningitidis necessari per lo stabilirsi della batteriemia nel modello animale del ratto neonato. Nelle Enterobacteriaceae, gdhA è sotto il controllo di diversi circuiti di regolazione; tra questi, quello meglio caratterizzato è controllato dal regolatore Nac (Nitrogen assimilation control), che reprime la trascrizione del gene gdhA in mezzi poveri di ammonio. A sua volta Nac è sotto il controllo del sistema di regolazione globale Ntr, un sistema a due componenti che utilizza il comune fattore –54 per il trasporto della RNA polimerasi. Nel genere Neisseria, non esistono evidenze sperimentali sulla regolazione di tali sistemi. L’assenza di un fattore -54 in questo genere suggerisce l’esistenza di circuiti alternativi al sistema Ntr ben caratterizzato nelle Enterobacteriaceae. E’ stata, quindi, condotta un’analisi del trascrittoma del meningococco, che ha evidenziato l’espressione differenziale di gdhA in isolati clinici provenienti da malati (ceppi invasivi) e da individui sani (ceppi commensali). In particolare, i ceppi appartenenti alle linee ipervirulente ET-5 (sierogruppo B) e IV-1 (sierogruppo A) presentano elevati livelli di mRNA gdhA-specifico. In tali ceppi gdhA è trascritto a partire da due promotori, gdhA P1 e gdhA P2. In contrasto, nei ceppi che esibiscono bassi livelli di mRNA gdhA-specifico, gdhA P2 è inattivo per effetto dei bassi livelli di espressione di gdhR, un gene regolatore associato a gdhA nella mappa genetica, codificante un membro della famiglia GntR di regolatori batterici helix-turn-helix. Esperimenti di inattivazione genica hanno confermato che GdhR regola positivamente l’attività di gdhA P2; la transattivazione di gdhA P2 da parte di GdhR è massima durante la tarda fase logaritmica nel terreno complesso GC. I mutanti gdhR-difettivi perdono sia la regolazione di gdhA dipendente dalla fase di crescita, che dalla fonte di carbonio (energia); esibiscono, infatti, un difetto di crescita più evidente in un terreno chimicamente definito (MCDA) quando il glucosio è utilizzato come fonte di carbonio invece del lattato in presenza di glutammato. Studi di interazione DNA-proteina hanno dimostrato che il 2-oxoglutarato, un prodotto della reazione catabolica della NADP-GDH, ed un intermedio del ciclo degli acidi tricarbossilici (TCA), inibisce il legame di GdhR al promotore gdhA P2. Nel complesso tali dati indicano che la funzione principale della NADP-GDH sia quella di supportare l’attività del ciclo TCA rifornendolo di 2-oxoglutarato, quando il glutammato è disponibile nell’ambiente. Tale attività enzimatica promuove, pertanto, una stimolazione del metabolismo intermedio, particolarmente quando il glucosio prevale sul lattato come fonte di carboinio. Ciò si traduce in un vantaggio selettivo per i ceppi esprimenti alti livelli di mRNA per gdhA che risultano favoriti nella crescita in alcuni siti anatomici rilevanti per il ciclo infettivo del meningococco, quali il sangue ed il liquido cerebrospinale.

Tipologia di documento:Tesi di dottorato
Parole chiave:Neisseria meningitidis, gdhA, Metabolismo-virulenza
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 05 Scienze biologiche > BIO/11 BIOLOGIA MOLECOLARE
Area 06 Scienze mediche > MED/03 GENETICA MEDICA
Area 05 Scienze biologiche > BIO/10 BIOCHIMICA
Area 06 Scienze mediche > MED/07 MICROBIOLOGIA E MICROBIOLOGIA CLINICA
Area 05 Scienze biologiche > BIO/12 BIOCHIMICA CLINICA E BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA
Coordinatori della Scuola di dottorato:
Coordinatore del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
Bruni, Carmelo Bruno
Tutor della Scuola di dottorato:
Tutor del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
Paola, Salvatore
Stato del full text:Accessibile
Data:2006
Numero di pagine:109
Istituzione:Università degli Studi di Napoli Federico II
Dipartimento o Struttura:Dipartimento di Biologia e Patologia Cellulare e Molecolare "L. Califano"
Tipo di tesi:Dottorato
Stato dell'Eprint:Inedito
Denominazione del dottorato:Genetica e Medicina Molecolare
Ciclo di dottorato:XVII
Numero di sistema:913
Depositato il:30 Luglio 2008
Ultima modifica:04 Febbraio 2009 09:40

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