Hengge VL4: bakterielle stressantwort II - oxidativer und osmotischer Stress

Question 1

Gärung

Answer 1

Anaerobe Atmung:

Nutzt nur Teil der Energie

Question 2

Aerobe Atmung

Answer 2

Atmungskette:

e- von NADH (aus glykolyse und TCAzyklus) WIRD mittels ETK weitergegeben und dient der finalen Reduktion von O2 zu H2O

Question 3

Obligat aerobe

Answer 3

O2 nötig

Betreiben Aerobe atmung

zB Micrococcus aureus

Question 4

Fakultativ aerobe

Answer 4

O2 nicht zwingend nötig, aber mit höheres wachstum

Fähig zu Aerober/anaerober Atmung, gärung

Escherichia coli

Question 5

Microaerophile

Answer 5

O2 In sehr geringen Konzentrationen nötig

Betreibt Aerobe Atmung

Spirillum volutans

Question 6

Aerotalerante anaerobe

Answer 6

O2 nicht nötig

Betreibt gärung

Strepptococcus pyogenes

Question 7

Obligat anaerobe

Answer 7

O2 harmlos oder tödlichen

Betreibt gärung oder anaerobe Atmung

Methanobacterium formicicum

Question 8

Sauerstoff radikale

Answer 8

..Superoxid O2-
..hydroperoxid H2O2
..hydroxyl OH- aus fenton Reaktion

..Problem in zellen: Makromoleküle werden oxidiert -> kaputt

..sind Nebenprodukte der aeroben atmung

Question 9

Enzyme gegen H2O2

Answer 9

Katalase: 2 H2O2 -> 2 H2O + O2
peroxidase: H2O2 + NADHH -> 2 H2o + NAD+

Question 10

Enzym gegen O2-

Answer 10

Superoxid dismutase: 2 O2- + 2H+ -> H2O2 + O2
Superoxid reduktase: O2- + 2H+ CYT Cred -> H2O2 + CYT Cox
allein oder in Kombi mit catalase

Question 11

Redox Regulation von Gen expression durch?

Answer 11

..SoxR-SoxS:
SoxR reduziert redox aktive umgebung -> bildet SoxR-dimer=TF -> transkribiert und translatiert SoxS -> ein Komponenten System

..OxyR:
In Anwesenheit von H2O2 oxidiert (unter Abspaltung von Wasser), bildet disulfidbrücke-> aktive form, transkribiert katG/ahpCF

Question 12

Wo bindet OxyR?

Answer 12

Oxidierte Form bindet an operon stromaufwärts von katA promotor

Question 13

Welche systeme halten cytoplasma proteine reduziert?

Answer 13

Thioredoxin und glutaredoxin -> reduzieren OxyR

Question 14

Wie funktioniert die autoregulation von OxyR?

Answer 14

H2O2 sorgt für oxidation von OxyR-> reagiert mit Cys208 und bildet eine stabile disulfidbrücke: aktive Form von OxyR-> glutaredoxin reduziert die disulfidbrücke , weil OxyR die transkription von grxA und gorA aktiviert->glutathionreduktase

Question 15

Nonhalophile

Answer 15

Toleriert kein Salz

E. coli

Question 16

Halotolerant

Answer 16

Toleriert Salz, brauch es aber nicht

Staphylococcus aureus

Question 17

Halophil

Answer 17

Braucht geringe bis mittlere Mengen an Salz

Vibrio fischeri

Question 18

Extrem halophil

Answer 18

Braucht Salz

Halobacterium salinarium

Question 19

Tugordruck

Answer 19

Zellen beinhalten höhere [osmolar aktiver Moleküle] als in der umgebung-> wasserinflux -> tugordruck bzw osmotischer druck

Zellwand wirkt dagegen

Question 20

Was ist die Folge aus hohen salzkonzentrationen in der umgebung?

Answer 20

Plasmolyse:

Draußen [Salz] -> wassereflux

Question 21

Adaption an hohe salzkonzentrationen

Answer 21

Hyperosmotische stressantwort:

1. Influx von K+
2. Synthese von anionen wie glutamat
3. Austausch von K+ gegen compatible solute= osmoprotectans

Question 22

Konzept von osmoprotectans

Answer 22

Wirken gegen wasserefflux

ZB gycerol, mannitol, ectoin, Saccharose

Question 23

Adaption an hohe salzkonzentrationen von Bacillus subtilis

Answer 23

Kann glycin betaine/cholin/ prolin aufnehmen

Produziert prolin aus glutamat

Aufnahme und produktion wird durch hyperosmotischen fluss aktiviert/Induziert

Question 24

Zusätzliche Strategie gegen osmotischen stress von extrem halophilen

Answer 24

Salt-in Strategie:
An extrem hohe Salzkonzentrationen im Zytoplasma angepasst

Tod in niedrigen Salzkonzentrationen!

Question 25

Anpassung an niedrige salzkonzentrationen in umgebung

Answer 25

Öffnen von mechanosensitiven känalen:
Hypoosmotischer fluss-> wasserinflux, membranspannung-> Zelle könnte explodieren

-> öffnen von MscL: entlassen von Ionen, osmoprotectans