DivIVA-Mediated Polar Localization of ComN, a Posttranscriptional Regulator of Bacillus subtilis

ComN (YrzD) is a small, 98-amino-acid protein recently shown to be involved in the posttranscriptional control of the late competence comE operon in Bacillus subtilis. We show here that ComN localizes to the division site and cell poles in a DivIVA-dependent fashion. Yeast two-hybrid and glutathione S-transferase pulldown experiments showed that ComN interacts directly with DivIVA. ComN is not essential for the polar assembly of the core competence DNA uptake machinery. Nevertheless, polar localization of ComN should play some role in competence acquisition because delocalization of ComN leads to a small reduction in competence efficiency. We found that ComN promotes the accumulation of its target comE mRNA to septal and polar sites. Thus, we speculate that localized translation of ComE proteins may be required for efficient competence development. Our results underscore the versatility of DivIVA as a promoter of the differentiation of bacterial poles and demonstrate that the repertoire of polarly localized molecules in B. subtilis is broad, including a regulator of gene expression and its target mRNA. Moreover, our findings suggest that mRNA localization may play a role in the subcellular organization of bacteria.

Lsa30, a novel adhesin of Leptospira interrogans binds human plasminogen and the complement regulator C4bp

Pathogenic Leptospira is the etiological agent of leptospirosis, a life-threatening disease that affects populations worldwide. Surface proteins have the potential to promote several activities, including adhesion. This work aimed to study the leptospiral coding sequence (CDS) LIC11087, genome annotated as hypothetical outer membrane protein. The LIC11087 gene was cloned and expressed in Escherichia coil BL21 (DE3) strain by using the expression vector pAE. The recombinant protein tagged with N-terminal 6XHis was purified by metal-charged chromatography and characterized by circular dichroism (CD) spectroscopy. The recombinant protein has the ability to mediate attachment to the extracellular matrix (ECM) components, laminin and plasma fibronectin, and was named Lsa30 (Leptospiral surface adhesin of 30 kDa). Lsa30 binds to laminin and to plasma fibronectin in a dose-dependent and saturable manner, with dissociation equilibrium constants (K-D) of 292 +/- 24 nM and 157 +/- 35 nM, respectively. Moreover, the Lsa30 is a plasminogen (PLC) receptor, capable of generating plasmin, in the presence of activator. This protein may interfere with the complement cascade by interacting with C4bp regulator. The Lsa30 is probably a new surface protein of Leptospira as revealed by immunofluorescence assays with living organisms and the reactivity with antibodies present in serum samples of experimentally infected hamsters. Thus, Lsa30 is a novel versatile protein that may play a role in mediating adhesion and may help pathogenic Leptospira to overcome tissue barriers and to escape the immune system. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Autoimmune disease and multiple autoantibodies in 42 patients with RASopathies

The association of RASopathies [Noonan syndrome (NS) and Noonan-related syndromes] and autoimmune disorders has been reported sporadically. However, a concomitant evaluation of autoimmune diseases and an assessment of multiple autoantibodies in a large population of patients with molecularly confirmed RASopathy have not been performed. The clinical and laboratory features were analyzed in 42 RASopathy patients, the majority of whom had NS and five individuals had Noonan-related disorders. The following autoantibodies were measured: Anti-nuclear antibodies, anti-double stranded DNA, anti-SS-A/Ro, anti-SS-B/La, anti-Sm, anti-RNP, anti-Scl-70, anti-Jo-1, anti-ribosomal P, IgG and IgM anticardiolipin (aCL), thyroid, anti-smooth muscle, anti-endomysial (AE), anti-liver cytosolic protein type 1 (LC1), anti-parietal cell (APC), anti-mitochondrial (AM) antibodies, anti-liver-kidney microsome type 1 antibodies (LKM-1), and lupus anticoagulant. Six patients (14%) fulfilled the clinical criteria for autoimmune diseases [systemic lupus erythematous, polyendocrinopathy (autoimmune thyroiditis and celiac disease), primary antiphospholipid syndrome (PAPS), autoimmune hepatitis, vitiligo, and autoimmune thyroiditis]. Autoimmune antibodies were observed in 52% of the patients. Remarkably, three (7%) of the patients had specific gastrointestinal and liver autoantibodies without clinical findings. Autoimmune diseases and autoantibodies were frequently present in patients with RASopathies. Until a final conclusion of the real incidence of autoimmunity in Rasopathy is drawn, the physicians should be alerted to the possibility of this association and the need for a fast diagnosis, proper referral to a specialist and ultimately, adequate treatment. (c) 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Proteome analysis of spinal cord during the clinical course of monophasic experimental autoimmune encephalomyelitis

The induction of autoimmune encephalomyelitis (EAE) in Lewis rats results in a period of exacerbation followed by complete recovery. Therefore, this model is widely used for studying the evolution of multiple sclerosis. In the present investigation, differentially expressed proteins in the spinal cord of Lewis rats during the evolution of EAE were assessed using the combination of 2DE and MALDI-TOF MS. The majority of the differentially expressed proteins were identified during the acute phase of EAE, in relation to naive control animals. On the other hand, recovered rats presented a similar protein expression pattern in comparison with the naive ones. This observation can be explained, at least in part, by the intense catabolism existent in acute phase due to nervous tissue damage. In recovered rats, we have described the upregulation of proteins that are apparently involved in the recovery of damaged tissue, such as light and medium neurofilaments, glial fibrillary acidic protein, tubulins subunits, and quaking protein. These proteins are involved mainly in cell growth, myelination, and remyelination as well as in astrocyte and oligodendrocyte maturation. The present study has demonstrated that the inflammatory response, characterized by an increase of the proliferative response and infiltration of autoreactive T lymphocytes in the central nervous system, occurs simultaneously with neurodegeneration.

Molecular characterization of the Aspergillus nidulans fbxA encoding an F-box protein involved in xylanase induction

The filamentous fungus Aspergillus nidulans has been used as a fungal model system to study the regulation of xylanase production. These genes are activated at transcriptional level by the master regulator the transcriptional factor XInR and repressed by carbon catabolite repression (CCR) mediated by the wide-domain repressor CreA. Here, we screened a collection of 42 A. nidulans F-box deletion mutants grown either in xylose or xylan as the single carbon source in the presence of the glucose analog 2-deoxy-D-glucose, aiming to identify mutants that have deregulated xylanase induction. We were able to recognize a null mutant in a gene (fbxA) that has decreased xylanase activity and reduced xInA and xInD mRNA accumulation. The Delta fbxA mutant interacts genetically with creAd-30, creB15, and creC27 mutants. FbxA is a novel protein containing a functional F-box domain that binds to Skp1 from the SCF-type ligase. Blastp analysis suggested that FbxA is a protein exclusive from fungi, without any apparent homologs in higher eukaryotes. Our work emphasizes the importance of the ubiquitination in the A. nidulans xylanase induction and CCR. The identification of FbxA provides another layer of complexity to xylanase induction and CCR phenomena in filamentous fungi. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Protein Disulfide Isomerase Is Required for Platelet-derived Growth Factor-induced Vascular Smooth Muscle Cell Migration, Nox1 NADPH Oxidase Expression, and RhoGTPase Activation

Vascular Smooth Muscle Cell (VSMC) migration into vessel neointima is a therapeutic target for atherosclerosis and postinjury restenosis. Nox1 NADPH oxidase-derived oxidants synergize with growth factors to support VSMC migration. We previously described the interaction between NADPH oxidases and the endoplasmic reticulum redox chaperone protein disulfide isomerase (PDI) in many cell types. However, physiological implications, as well as mechanisms of such association, are yet unclear. We show here that platelet-derived growth factor (PDGF) promoted subcellular redistribution of PDI concomitant to Nox1-dependent reactive oxygen species production and that siRNA-mediated PDI silencing inhibited such reactive oxygen species production, while nearly totally suppressing the increase in Nox1 expression, with no change in Nox4. Furthermore, PDI silencing inhibited PDGF-induced VSMC migration assessed by distinct methods, whereas PDI overexpression increased spontaneous basal VSMC migration. To address possible mechanisms of PDI effects, we searched for PDI interactome by systems biology analysis of physical protein-protein interaction networks, which indicated convergence with small GTPases and their regulator RhoGDI. PDI silencing decreased PDGF-induced Rac1 and RhoA activities, without changing their expression. PDI co-immunoprecipitated with RhoGDI at base line, whereas such association was decreased after PDGF. Also, PDI co-immunoprecipitated with Rac1 and RhoA in a PDGF-independent way and displayed detectable spots of perinuclear co-localization with Rac1 and RhoGDI. Moreover, PDI silencing promoted strong cytoskeletal changes: disorganization of stress fibers, decreased number of focal adhesions, and reduced number of RhoGDI-containing vesicular recycling adhesion structures. Overall, these data suggest that PDI is required to support Nox1/redox and GTPase-dependent VSMC migration.

Annexin A1 protein attenuates cyclosporine-induced renal hemodynamics changes and macrophage infiltration in rats

Cyclosporine (CsA) remains an important immunosuppressant for transplantation and for treatment of autoimmune diseases. The most troublesome side effect of CsA is renal injury. Acute CsA-induced nephrotoxicity is characterized by reduced renal blood flow (RBF) and glomerular filtration rate (GFR) due to afferent arteriole vasoconstriction. Annexin A1 (ANXA1) is a potent anti-inflammatory protein with protective effect in renal ischemia/reperfusion injury. Here we study the effects of ANXA1 treatment in an experimental model of acute CsA nephrotoxicity. Salt-depleted rats were randomized to treatment with VH (vehicles 1 mL/kg body weight/day), ANXA1 (Ac2-26 peptide 1 mg/kg body weight/day intraperitoneally), CsA (20 mg/kg body weight/day subcutaneously) and CsA + ANXA1 (combination) for seven days. We compared renal function and hemodynamics, renal histopathology, renal tissue macrophage infiltration and renal ANXA1 expression between the four groups. CsA significantly impaired GFR and RBF, caused tubular dilation and macrophage infiltration and increased ANXA1 renal tissue expression. Treatment with ANXA1 attenuated CSA-induced hemodynamic changes, tubular injury and macrophage infiltration. ANXA1 treatment attenuated renal hemodynamic injury and inflammation in an acute CsA nephrotoxicity model.

The protein LJM 111 from Lutzomyia longipalpis Salivary Gland Extract (SGE) accounts for the SGE-inhibitory effects upon inflammatory parameters in experimental arthritis model

Several studies have pointed out the immunomodulatory properties of the Salivary Gland Extract (SGE) from Lutzomyia longipalpis. We aimed to identify the SGE component (s) responsible for its effect on ovalbumin (OVA)-induced neutrophil migration (NM) and to evaluate the effect of SGE and components in the antigen-induced arthritis (AIA) model. We tested the anti-arthritic activities of SGE and the recombinant LJM111 salivary protein (rLJM111) by measuring the mechanical hypernociception and the NM into synovial cavity. Furthermore, we measured IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma released by lymph nodes cells stimulated with mBSA or anti-CD3 using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Additionally, we tested the effect of SGE and rLJM111 on co-stimulatory molecules expression (MHC-II and CD-86) by flow cytometry. TNF-alpha and IL-10 production (ELISA) of bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs) stimulated with LPS, chemotaxis and actin polymerization from neutrophils. Besides, the effect of SGE on CXCR2 and GRK-2 expression on neutrophils was investigated. We identified one plasmid expressing the protein LJM111 that prevented NM in OVA-challenged immunized mice. Furthermore, both SGE and rLJM111 inhibited NM and pain sensitivity in AIA and reduced IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma. SGE and rLJM111 also reduced MHC-II and CD-86 expression and TNF-alpha whereas increased IL-10 release by LPS-stimulated BMDCs. SGE, but not LJM 111, inhibited neutrophils chemotaxis and actin polymerization. Additionally, SGE reduced neutrophil CXCR2 expression and increased GRK-2. Thus, rLJM111 is partially responsible for SGE mechanisms by diminishing DC function and maturation but not chemoattraction of neutrophils. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Experimental models of autoimmune inflammatory ocular diseases

Ocular inflammation is one of the leading causes of blindness and loss of vision. Human uveitis is a complex and heterogeneous group of diseases characterized by inflammation of intraocular tissues. The eye may be the only organ involved, or uveitis may be part of a systemic disease. A significant number of cases are of unknown etiology and are labeled idiopathic. Animal models have been developed to the study of the physiopathogenesis of autoimmune uveitis due to the difficulty in obtaining human eye inflamed tissues for experiments. Most of those models are induced by injection of specific photoreceptors proteins (e.g., S-antigen, interphotoreceptor retinoid-binding protein, rhodopsin, recoverin, phosducin). Non-retinal antigens, including melanin-associated proteins and myelin basic protein, are also good inducers of uveitis in animals. Understanding the basic mechanisms and pathogenesis of autoimmune ocular diseases are essential for the development of new treatment approaches and therapeutic agents. The present review describes the main experimental models of autoimmune ocular inflammatory diseases.

Interaction of leptospira elongation factor tu with plasminogen and complement factor h: a metabolic leptospiral protein with moonlighting activities

The elongation factor Tu (EF-Tu), an abundant bacterial protein involved in protein synthesis, has been shown to display moonlighting activities. Known to perform more than one function at different times or in different places, it is found in several subcellular locations in a single organism, and may serve as a virulence factor in a range of important human pathogens. Here we demonstrate that Leptospira EF-Tu is surface-exposed and performs additional roles as a cell-surface receptor for host plasma proteins. It binds plasminogen in a dose-dependent manner, and lysine residues are critical for this interaction. Bound plasminogen is converted to active plasmin, which, in turn, is able to cleave the natural substrates C3b and fibrinogen. Leptospira EF-Tu also acquires the complement regulator Factor H (FH). FH bound to immobilized EF-Tu displays cofactor activity, mediating C3b degradation by Factor I (FI). In this manner, EF-Tu may contribute to leptospiral tissue invasion and complement inactivation. To our knowledge, this is the first description of a leptospiral protein exhibiting moonlighting activities

M-protein is down-regulated in cardiac hypertrophy driven by thyroid hormone in rats

Although it is well known that the thyroid hormone (T3) is an important positive regulator of cardiac function over a short term and that it also promotes deleterious effects over a long term, the molecular mechanisms for such effects are not yet well understood. Because most alterations in cardiac function are associated with changes in sarcomeric machinery, the present work was undertaken to find novel sarcomeric hot spots driven by T3 in the heart. A microarray analysis indicated that the M-band is a major hot spot, and the structural sarcomeric gene coding for the M-protein is severely down-regulated by T3. Real-time quantitative PCR-based measurements confirmed that T3 (1, 5, 50, and 100 physiological doses for 2 days) sharply decreased the M-protein gene and protein expression in vivo in a dose-dependent manner. Furthermore, the M-protein gene expression was elevated 3.4-fold in hypothyroid rats. Accordingly, T3 was able to rapidly and strongly reduce the M-protein gene expression in neonatal cardiomyocytes. Deletions at the M-protein promoter and bioinformatics approach suggested an area responsive to T3, which was confirmed by chromatin immunoprecipitation assay. Functional assays in cultured neonatal cardiomyocytes revealed that depletion of M-protein (by small interfering RNA) drives a severe decrease in speed of contraction. Interestingly, mRNA and protein levels of other M-band components, myomesin and embryonic-heart myomesin, were not altered by T3. We concluded that the M-protein expression is strongly and rapidly repressed by T3 in cardiomyocytes, which represents an important aspect for the basis of T3-dependent sarcomeric deleterious effects in the heart.

LrhA als Regulator der Flagellen, Motilität, Chemotaxis und Typ 1 Fimbrien in Escherichia coli

Das lrhA-Gen von E. coli kodiert für einen Transkriptionsregulator der LysR-Familie. Die Funktion von LrhA war ungeklärt und sollte durch Vergleich der Gesamt-mRNA aus einem E. coli-Wildtyp und einer isogenen lrhA-Mutante mit Hilfe von Genomanalysen untersucht werden. In der lrhA-Mutante war der mRNA-Gehalt vieler Gene um den Faktor 3 bis 80 erhöht. Es handelt sich um Flagellen-, Motilitäts- und Chemotaxisgene, bzw. um Gene der Typ 1 Fimbrien. Diese Ergebnisse wurden in Expressionsmessungen bestätigt. LrhA war in der Lage an den Promotor von flhDC zu binden, aber nicht an die Promotoren der übrigen Gene für Motilität und Chemotaxis. FlhDC kodiert für den übergeordneten Regulator FlhD2C2 der Fagellensynthese.LrhA war außerdem in der Lage an die Promotoren der Gene für Typ 1 Fimbrien fimA und fimE zu binden. Typ 1 Fimbrien stellen in E. coli Virulenzfaktoren dar. Eine Regulation weiterer Virulenzfaktoren durch LrhA konnte in DNA-Pathoarrays ausgeschlossen werden.LrhA ist damit ein wichtiger Transkriptionsregulator, der die Expression der Gene für Flagellen, Motilität, Chemotaxis und Typ 1 Fimbrien reguliert. FlhDC, fimA und fimE stellen dabei direkte Zielgene von LrhA dar. Außerdem konnte eine positive Autoregulation von LrhA nachgewiesen werden.

Structural and functional analysis of the hepatitis C virus non-structural protein 5A

Das Hepatitis C Virus (HCV) ist ein umhülltes RNA Virus aus der Familie der Flaviviridae. Sein Genom kodiert für ein ca. 3000 Aminosäuren langes Polyprotein, welches co- und posttranslational in seine funktionellen Einheiten gespalten wird. Eines dieser viralen Proteine ist NS5A. Es handelt sich hierbei um ein stark phosphoryliertes Protein, das eine amphipatische α-Helix im Amino-Terminus trägt, welche für die Membran-Assoziation von NS5A verantwortlich ist. Welche Rolle die Phosphorylierung für die Funktion des Proteins spielt, bzw. welche Funktion NS5A überhaupt ausübt, ist zur Zeit noch unklar. Beobachtungen lassen Vermutungen über eine Funktion von NS5A bei der Resistenz infizierter Zellen gegenüber Interferon-alpha zu. Weiterhin wird vermutet, das NS5A als Komponente des membranständigen HCV Replikasekomplexes an der RNA Replikation beteiligt ist. Das Ziel dieser Doktorarbeit war es, die Funktion von NS5A für die RNA Replikation zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde eine Serie von Phosphorylierungsstellen-Mutanten generiert, die auf Ihre Replikationsfähigkeit und den Phosphorylierungsstatus hin untersucht wurden. Wir fanden, dass bestimmte Serin-Substitutionen im Zentrum von NS5A zu einer gesteigerten RNA Replikation führten, bei gleichzeitig reduzierter NS5A Hyperphosphorylierung. Weiterhin studierten wir den Einfluß von Mutationen in der Amino-terminalen amphipatischen α-Helix von NS5A auf die RNA-Replikation, sowie Phosphorylierung und subzelluläre Lokalisation des Proteins. Wir fanden, dass geringfügige strukturelle Veränderungen der amphipatischen Helix zu einer veränderten subzellulären Lokalisation von NS5A führten, was mit einer reduzierten oder komplett inhibierten RNA Replikation einherging. Zudem interferierten die strukturellen Veränderungen mit der Hyperphosphorylierung des Proteins, was den Schluß nahe legt, dass die amphipatische Helix eine wichtige strukturelle Komponente des Proteins darstellt, die für die korrekte Faltung und Phosphorylierung des Proteins essentiell ist. Als weitere Aspekte wurden die Trans-Komplementationsfähigkeit der verschiedenen viralen Komponenten des HCV Replikasekomplexes untersucht, sowie zelluläre Interaktionspartner von NS5A identifiziert. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Doktorarbeit, dass NS5A eine wichtige Rolle bei der RNA-Replikation spielt. Diese Funktion wird wahrscheinlich über den Phosphorylierungszustand des Proteins reguliert.

Transkriptionelle Kontrolle der Entwicklung und Funktion natürlich vorkommender CD4 + CD25 + regulatorischer T-Zellen

CD4+CD25+ natürlich vorkommende regulatorische T-Zellen (nTregs) repräsentieren in Menschen und Mäusen etwa 5-10% aller peripheren CD4+ T-Zellen und besitzen eine wichtige Aufgabe im Immunsystem. nTregs sind entscheidend an der peripheren Toleranz beteiligt, da sie potenziell autoaggressive T-Zellen in ihrer Cytokinproduktion und Proliferation hemmen. Trotzdem ist der molekulare Mechanismus der nTreg-vermittelten Suppression und der Entwicklung dieser nTregs noch weitestgehend unbekannt. Vor einigen Jahren wurde der Transkriptionsfaktor FoxP3 (Forkhead Box P3) als der „Hauptregulator“ für die Entwicklung und Funktion von nTregs identifiziert. Um die suppressiven Fähigkeiten von nTregs optimal für therapeutische Zwecke einsetzen zu können, ist es daher von großer Notwendigkeit den zugrundeliegenden molekularen Mechanismus zu verstehen und Moleküle zu identifizieren, die an der Regulation des nTreg-spezifischen Faktors FoxP3 beteiligt sind. Ein Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der microRNA155 (miR155) bei der nTreg-vermittelten Suppression. Es konnte gezeigt werden, dass die ektopische Expression der miR155 in konventionellen CD4+ T-Zellen zu einer Erhöhung der IL-2 Produktion führte, so dass die Zellen resistenter gegenüber der nTreg-vermittelten Suppression wurden. Die transiente Aufhebung der Suppression durch die miR155 bietet somit einen möglichen therapeutischen Einsatz bei der Behandlung von Tumorerkrankungen. Weiterhin konnte in dieser Arbeit demonstriert werden, dass der Transkriptionsfaktor HELIOS, oder vielmehr seine lange Isoform, HELIOS_long, eine entscheidende Rolle bei der Regulation der FoxP3 Expression einnimmt. Im Vergleich zu konventionellen CD4+ T-Zellen exprimieren nTregs hohe Mengen an HELIOS. In in vitro Studien zeigte sich, dass endogenes HELIOS in nTregs an den FoxP3 Promotor binden und diesen aktivieren kann. Die ektopische Expression von HELIOS_long führte in konventionellen CD4+ T-Zellen (HELIOSlowFoxP3-) nur in Gegenwart der Cytokine IL-2 und TGF-β zu einer gesteigerten FoxP3 Promotor Aktivität. Neben der Aktivierung konnte auch eine gesteigerte FoxP3 Protein Expression detektiert werden. Diese in vitro Daten konnten auch in einem in vivo Mausmodell verifiziert werden. Der adoptive Transfer HELIOS_long transfizierter CD4+ T-Zellen (HELIOSlowFoxP3-) in T-Zell-defiziente Mäuse führte zu der Induktion FoxP3+ T-Zellen mit suppressiven Fähigkeiten sowohl ex vivo als auch in vivo. Zusammengefasst zeigte sich, dass der Transkriptionsfaktor HELIOS einen stark fördernden Einfluss auf die Expression von FoxP3 besitzt. Diese Beobachtung bietet eine Möglichkeit für die Induktion stabiler regulatorischer T-Zellen als therapeutischen Einsatz für die Behandlung von Autoimmunerkrankungen.

Identifizierung und Charakterisierung neuer Proteine des Abwehrsystems der Porifera - ein Apoptoseregulator und ein antimikrobielles Protein aus dem Schwamm Suberites domuncula

Aufgrund ihrer Lebensweise und -umgebung sind effiziente Strategien zur Abwehr bedrohender Einflüsse essentiell für die Porifera. Eine dieser Strategien stellen die Apoptose in höheren Metazoen, sowie ein effizientes Immunsystem dar. Diese sichern sowohl das Überleben des Organismus als auch die Entfernung beschädigter, infizierter oder redundanter Zellen. Bei Untersuchungen der Porifera auf Moleküle, die an diesen Prozessen beteiligt sind, konnten in den letzten Jahren beachtliche Erfolge erzielt werden. So konnten das in der Apoptose involvierte Protein GCDD2 (proapoptotisch), die antiapoptotischen GCBHP1 und GCBHP2 Proteine (Wiens et al., 2001), sowie ein LPS induzierbarer TNF (Wiens et al., 2007) und zwei Caspasen (Wiens et al., 2003) in Schwämmen identifiziert werden. Um diese essentiellen Mechanismen besser verstehen zu können, sollte ein möglicher Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor identifiziert werden. Hierzu wurde die SpongeBase Datenbank nach Proteinen mit Todesdomänen durchsucht und diese unter Anwendung von PCR- und Screening-Techniken in einer cDNA-Bank des marinen Schwammes S. domuncula komplettiert. Im Anschluss an ihre Sequenzierung wurde ein Klon ausgewählt, dessen Todesdomäne größte Homologie zu einem TNFR zeigte. Dieser Klon SD_TNFR-like (Suberites domuncula TNFR-homologes Protein) wurde anschließend diversen Sequenz- und Strukturanalysen unterzogen. Diese offenbarten die Existenz zweier funktional bedeutsamer Domänen (Ubiquitin-like und Todesdomäne). Vor allem die Todesdomäne impliziert eine Beteiligung des Proteins an apoptotischen Prozessen. Über einen „Yeast Two Hybrid Screen“ sollten Proteine identifiziert werden, welche mit dem Ausgangsprotein interagieren. Hierbei wurde ein Protein identifiziert, das Ähnlichkeit mit einem antimikrobiellen Peptid aufweist. Dieses Protein kann analog zu einer Gruppe von antimikrobiellen Peptiden, den α-helikalen kationischen Peptiden, in drei Teile gespalten werden. Das Signalpeptid sowie ein anionisches Propeptid werden abgespalten und es entsteht ein kationisches, antimykotisch wirksames Peptid. Beide Proteine sollten, sofern sie in die Abwehrreaktionen involviert sind, durch Inkubation mit mikrobiellen Strukturen vermehrt exprimiert werden. Eine Überprüfung der Transkription mittels Northern Blot Analysen bestätigte dies für das SD_TNFR-like nach Inkubation mit LPS und TNF- α sowie für SD_Brevinin-like nach Inkubation mit LPS, PAM und Hefe. Mit der Herstellung eines rekombinanten SD_TNFR-like-Proteins wurde die Immunisierung von Kaninchen und die folgende Gewinnung eines polyklonalen SD_TNFR-like-Antikörpers ermöglicht. Dieser gestattete den Nachweis der SD_TNFR-like -Expression mittels Western Blot-Analysen sowie die stressinduzierte erhöhte Expression mittels Dot Blot-Analysen auch auf Proteinebene. Um die Funktion des SD_TNFR-like Proteins zu charakterisierten, wurde ein Test mit RAW-Blue™-Zellen durchgeführt. Die Ergebnisse implizieren, dass das Protein Teil der Immunreaktion analog der der TLR- bzw. NLR- Reaktion ist. Auch die Interaktion mit einem antimikrobiellen Protein, welches für das Überleben des Organismus und die Bekämpfung der Mikroorganismen sorgt, deutet auf eine solche Beteiligung hin. Zusätzlich wird diese These durch ein Ergebnis der Strukturanalysen unterstützt, nämlich die Identifizierung einer TRAF2 Bindestelle. TRAF2 ist ein Adapterprotein der TNFR und aktiviert Überlebensfaktoren über den NF - B-Weg. Immunohistochemische Analysen zeigten, dass das SD_TNFR-like Protein im Organismus vor allem um die Bakteriozysten, um verschiedene Mikroorganismen und am Rand des Schwammes exprimiert wird, was ebenfalls für eine immunologische Funktionsweise spricht. Auch im restlichen Gewebe wird es kontinuierlich, auch ohne vorherige LPS Inkubation exprimiert. Diese Akkumulation zeigt deutlich, dass das Protein in einen Schutzmechanismus gegen äußere Bedrohungen involviert ist. Es scheint dabei direkt an den eindringenden Mikroorganismen zu wirken. Das SD_TNFR-like ist demnach ein potentieller Bestandteil der Immunantwort des Schwammes, welches Apoptose verhindern und Überlebensmechanismen aktivieren kann. Das SD_Brevinin-like Protein besitzt antimykotische Aktivität, wie in einem antimikrobiellen Test gezeigt werden konnte. Weiterhin scheint es für das SD_TNFR-like Protein als positiver bzw. negativer Regulator von Bedeutung zu sein, der eine Reaktion entweder beendet oder die Expression von Überlebensfaktoren verstärkt. Die in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse und Schlussfolgerungen demonstrieren somit die Identifizierung eines neuen Schwammproteins, welches eine Rolle in der Immunantwort spielt, sowie eines neuen antimikrobiellen Peptids, welches die Wirkung des TNFR-like moduliert. Es müssen jedoch noch weitere Funktionsanalysen folgen, um den Mechanismus des SD_TNFR-like Proteins und seine Regulation genauer charakterisieren zu können