PILZ Protein Structure and Interactions with PILB and the FIMX EAL Domain: Implications for Control of Type IV Pilus Biogenesis

The PilZ protein was originally identified as necessary for type IV pilus (T4P) biogenesis. Since then, a large and diverse family of bacterial PilZ homology domains have been identified, some of which have been implicated in signaling pathways that control important processes, including motility, virulence and biofilm formation. Furthermore, many PilZ homology domains, though not PilZ itself, have been shown to bind the important bacterial second messenger bis(3`-> 5`)cyclic diGMP (c-diGMP). The crystal structures of the PilZ orthologs from Xanthomonas axonopodis pv Citri (PilZ(XAC1133), this work) and from Xanthomonas campestris pv campestris (XC1028) present significant structural differences to other PilZ homologs that explain its failure to bind c-diGMP. NMR analysis of PilZ(XAC1133) shows that these structural differences are maintained in solution. In spite of their emerging importance in bacterial signaling, the means by which NZ proteins regulate specific processes is not clear. In this study, we show that PilZ(XAC1133) binds to PilB, an ATPase required for TV polymerization, and to the EAL domain of FiMX(XAC2398), which regulates TV biogenesis and localization in other bacterial species. These interactions were confirmed in NMR, two-hybrid and far-Western blot assays and are the first interactions observed between any PilZ domain and a target protein. While we were unable to detect phosphodiesterase activity for FimXX(AC2398) in vitro, we show that it binds c-diGMP both in the presence and in the absence of PilZ(XAC1133). Site-directed mutagenesis studies for conserved and exposed residues suggest that PilZ(XAC1133) interactions with FimX(XAC2398) and PilB(XAC3239) are mediated through a hydrophobic surface and an unstructured C-terminal extension conserved only in PilZ orthologs. The FimX-PilZ-PilB interactions involve a full set of ""degenerate"" GGDEF, EAL and PilZ domains and provide the first evidence of the means by which PilZ orthologs and FimX interact directly with the TP4 machinery. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dynamic complex formation between HD-GYP, GGDEF and PilZ domain proteins regulates motility in Xanthomonas campestris

RpfG is a member of a class of wide spread bacterial two-component regulators with an HD-GYP cyclic di-GMP phosphodiesterase domain. In the plant pathogen Xanthomonas campestris, RpfG together with the sensor kinase RpfC regulates multiple factors as a response to the cell-to-cell Diffusible Signalling Factor (DSF). A dynamic physical interaction of RpfG with two diguanylate cyclase (GGDEF) domain proteins controls motility. Here we show that, contrary to expectation, regulation of motility by the GGDEF domain proteins does not depend upon their cyclic di-GMP synthetic activity. Furthermore we show that the complex of RpfG and GGDEF domain proteins recruits a specific PilZ domain adaptor protein, and this complex then interacts with the pilus motor proteins PilU and PiIT. The results support a model in which DSF signalling influences motility through the highly regulated dynamic interaction of proteins that affect pilus action. A specific motif that we identify to be required for HD-GYP domain interaction is conserved in a number of GGDEF domain proteins, suggesting that regulation via interdomain interactions is of broad relevance.

Structure of the PilZ-FimXEAL-c-di-GMP complex responsible for the regulation of bacterial type IV pilus biogenesis

Signal transduction pathways mediated by cyclic-bis(3'→5')-dimeric GMP (c-di-GMP) control many important and complex behaviors in bacteria. C-di-GMP is synthesized through the action of GGDEF domains that possess diguanylate cyclase activity and is degraded by EAL or HD-GYP domains with phosphodiesterase activity. There is mounting evidence that some important c-di-GMP-mediated pathways require protein-protein interactions between members of the GGDEF, EAL, HD-GYP and PilZ protein domain families. For example, interactions have been observed between PilZ and the EAL domain from FimX of Xanthomonas citri (Xac). FimX and PilZ are involved in the regulation of type IV pilus biogenesis via interactions of the latter with the hexameric PilB ATPase associated with the bacterial inner membrane. Here, we present the crystal structure of the ternary complex made up of PilZ, the FimX EAL domain (FimXEAL) and c-di-GMP. PilZ interacts principally with the lobe region and the N-terminal linker helix of the FimXEAL. These interactions involve a hydrophobic surface made up of amino acids conserved in a non-canonical family of PilZ domains that lack intrinsic c-di-GMP binding ability and strand complementation that joins β-sheets from both proteins. Interestingly, the c-di-GMP binds to isolated FimXEAL and to the PilZ-FimXEAL complex in a novel conformation encountered in c-di-GMP-protein complexes in which one of the two glycosidic bonds is in a rare syn conformation while the other adopts the more common anti conformation. The structure points to a means by which c-di-GMP and PilZ binding could be coupled to FimX and PilB conformational states

Untersuchungen zur Esca-Erkrankung von Weinpflanzen : Pilz-Pflanze und antagonistische Interaktionen

Ziel dieser Arbeit war es, ein besseres Verständnis für die molekularen und biochemischen Grundlagen der Esca-Krankheit an Reben zu erarbeiten. Hierzu wurden sechs Teilprojekte durchgeführt. Die beiden Pilze Pm. chlamydospora und Pa. aleophilum wurden submers kultiviert um die gewonnenen Extrakte auf phytotoxische Substanzen zu untersuchten. Dabei wurden Metabolite isoliert, die zum ersten mal mit der Esca-Krankheit assoziiert werden konnten, wie Siderophoren und Kaempferol-3-O-Glukosid. Diese können das Verständnis der Pilz-Pflanze-Interaktion um neue Aspekte ergänzen. Die Glykosylierung von Kaempferol durch Pm wurde erstmals nachgewiesen und die hier dargelegten Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Pilz in der Lage ist, die von der Pflanze als Abwehrantwort produzierte Substanz, seinerseits zu nutzen. Dies bedeutet, dass Pm einen pflanzlichen Abwehrstoff durch Glykosylierung umwandelt und für die Wirtspflanze toxifiziert. Die durchgeführten Injektionstests in vivo in Weinpflanzen zeigten zudem, dass Esca-ähnliche Symptome durch K3G hervorgerufen werden können. Abseits dieser neuen Erkenntnisse konnten auch literaturbekannte Phytotoxine in den Extrakten identifiziert werden.rnIm zweiten Teilprojekt dieser Arbeit wurden Polyketidsynthase-Gene der beiden Pilze Pm und Pa inaktiviert. Zusätzlich wurde der veränderte Sekundärstoffwechsel bzw. die Reaktion der Insertionsmutanten auf abiotischen Stress und Infektionsfähigkeit von Vitis-Pflanzen untersucht. Damit ist es in dieser Arbeit erstmals gelungen selektiv Gene der Esca-assoziierten Pathogene zu inaktivieren. Es zeigte sich, dass die Mutanten sensitiver als die Wildtyp-Stämme bezüglich Salz-, Trocken- und oxidativen Stress reagieren. Die Infektionsfähigkeit bleibt jedoch unverändert.rnDie Analyse der Infektionsmechanismen sollte auch bei der Transformation der Pilze mit Fluoreszenzgenen im Fokus stehen. Im Rahmen dieser Arbeit gelang es GFP-Mutanten der Pilze Pm, Pa und El zu generieren um das Wachstum nach Infektion von Weinpflanzen zu erfassen. Mit Hilfe der Fluoreszenzmutanten war es möglich ein neues Verfahren zur Suche nach potentiellen Antagonisten zu erstellen. Mit dem Vitis Shoot Assay konnten die Esca-assoziierten Pilze und Fungizide, endophytische Pilze, Trichoderma spp. und Bakterien-Stämme in einem Testverfahren auf Schnittwunden untersucht werden. Dabei konnten erste biologische Wundschutzmittel auf Basis ganzer Organismen identifiziert werden. Es zeigte sich, dass der durchgeführte Antagonistentest und das hier beschriebene innovative Vitis Shoot Assay nicht immer äquivalente Ergebnisse generierten und dass sich die beiden Verfahren ergänzen.rnDes Weiteren wurde eine Interaktionsstudie der vier Esca-assoziierten Pilze unter Stressbedingungen und verschiedenen Temperaturen durchgeführt um den Einfluss äußere biotischer und abiotischer Faktoren auf das Zusammenwirken dieser Erreger zu untersuchen. Die Pilze reagieren sehr unterschiedlich in den durchgeführten Stresstests und die Dominanz einzelner Erreger hängt stark von der Temperatur und den osmotischen Verhältnissen ab. Es konnte gezeigt werden, dass veränderte klimatische Bedingungen zur veränderten Zusammensetzung des Erregerspektrums führen kann.rnDie in dieser Arbeit generierten Ergebnisse geben neue Einblicke in die Esca Erkrankung von Weinreben und ermöglichen die weitere Forschung einiger weiterer Aspekte.

Cantharellus aurantiacus, der orangfarbene Pfefferling, ist ein giftiger Pilz

Pfuhl

Eine neue Rosenkrankheit, verursacht durch den Pilz Coniothyrium Wernsdorffiae

Von Dr. R. Laubert

Über eine neue Erkrankung des Rettichs und den dabei auftretenden endophyten Pilz

Von Dr. R. Laubert

Ein Pilz aus Surinam auf faulem Holz gewachsen, der in 6 Stunden seine ganze Existenz durchläuft, in der 2ten Stunde gemahlt

Louise von Panhuys

Derselbe Pilz in der 4ten Stunde gemahlt

Louise von Panhuys

Matthias Pilz (Hrsg.): Vorbereitung auf die Welt der Arbeit in Japan, Bildungssystem und Übergangsfragen, Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften 2011 [Rezension]

Rezension von: Matthias Pilz (Hrsg.): Vorbereitung auf die Welt der Arbeit in Japan, Bildungssystem und Übergangsfragen, Wiesbaden: VS Verlag für Sozialwissenschaften 2011 (294 S.; ISBN 978-3-5311-8046-5)

Pilz, Matthias / Berger, Susanne / Canning, Roy (Hrsg.): Fit for business, Pre vocational education in European Schools. Heidelberg: Springer 2012 [Rezension]

Rezension von: Pilz, Matthias / Berger, Susanne / Canning, Roy (Hrsg.): Fit for business, Pre vocational education in European Schools, Heidelberg: Springer 2012 (211 S.; ISBN 978-3-531-18383-1)

Randomized phase II study of cetuximab plus cisplatin/vinorelbine compared with cisplatin/vinorelbine alone as first-line therapy in EGFR-expressing advanced non-small-cell lung cancer

Background: The Lung Cancer Cetuximab Study is an open-label, randomized phase II pilot study of cisplatin and vinorelbine combined with the epidermal growth factor receptor (EGFR)-targeted monoclonal antibody cetuximab versus cisplatin and vinorelbine alone, in patients with advanced EGFR-expressing, non-small-cell lung cancer (NSCLC). End points of the study are activity, safety and pharmacokinetics. Patients and methods: Following randomization, for a maximum of eight cycles, patients received three-weekly cycles of cisplatin (80 mg/m2, day 1) and vinorelbine (25 mg/m2 on days 1 and 8) alone or following cetuximab treatment (initial dose 400 mg/m, followed by 250 mg/m2 weekly thereafter). Results: Eighty-six patients were randomly allocated to the study (43 per arm). Confirmed response rates were 28% in the cisplatin/vinorelbine arm (A) and 35% in the cetuximab plus cisplatin/vinorelbine arm (B). Median progression-free survival (PFS) was 4.6 months in arm A and 5.0 months in arm B, with PFS rates at 12 months of 0% and 15%, respectively. Median survival was 7.3 months in arm A and 8.3 months in arm B. The 24-month survival rates were 0% and 16%, respectively. The cetuximab combination was well tolerated. Conclusion: In the first-line treatment of advanced NSCLC, the combination of cetuximab plus cisplatin/vinorelbine demonstrated an acceptable safety profile and the potential to improve activity over cisplatin/vinorelbine alone. © 2007 European Society for Medical Oncology.

Genetic studies of body mass index yield new insights for obesity biology

Obesity is heritable and predisposes to many diseases. To understand the genetic basis of obesity better, here we conduct a genome-wide association study and Metabochip meta-analysis of body mass index (BMI), a measure commonly used to define obesity and assess adiposity, in up to 339,224 individuals. This analysis identifies 97 BMI-associated loci (P < 5 × 10−8), 56 of which are novel. Five loci demonstrate clear evidence of several independent association signals, and many loci have significant effects on other metabolic phenotypes. The 97 loci account for ~2.7% of BMI variation, and genome-wide estimates suggest that common variation accounts for >20% of BMI variation. Pathway analyses provide strong support for a role of the central nervous system in obesity susceptibility and implicate new genes and pathways, including those related to synaptic function, glutamate signalling, insulin secretion/action, energy metabolism, lipid biology and adipogenesis.