D.discoideum as a model for host-pathogen interaction: Phagosomal proteome of Legionella-infected cells

Legionella pneumophila, der Erreger der Legionarskrankheit, vermehrt sich intrazellular in spezialisierten Phagosomen humaner Makrophagen oder Protozoen wie Dictyostelium discoideum. Verschiedene zellulare und molekulare Untersuchungen, beispielsweise die transkriptionelle Wirtszellantwort wahrend der Infektion, zeigten, dass die Umprogrammierung der Phagosomenreifung notwendig fur die Legionella-Replikation ist. Im Rahmen dieser Arbeit haben wir eine neue Methode etabliert, welche die Isolierung und anschliesende detaillierte Charakterisierung der Proteine aus Legionella-haltigen Phagosomen ermoglicht. Die isolierten phagosomalen Proteine wurden mit Hilfe von MALDI-TOF-MS analysiert. In dieser ersten umfassenden Proteomanalyse eines pathogenhaltigen Phagosoms wurden 157 verschiedene Proteine identifiziert. Neben Proteinen mit wichtigen Funktionen in der Phagosomenreifung fanden wir Proteine, deren Funktion im Phagosom bisher unbekannt ist. Wir erortern mogliche Interaktionen des Coronins mit zytosolischen NADPH-Oxidase-Komponenten und Proteinase C-Inhibitoren, die gemeinsam zu einer Inhibierung phagosomaler Superoxide fuhren konnen. Vergleichende Proteomanalysen von Phagosomen mit pathogenen L. pneumophila Corby und schwach-pathogenen L. hackeliae Stammen liesen spezielle Unterschiede erkennen. Zum Beispiel wiesen Phagosomen mit L. hackeliae einen hoheren Gehalt von RhoGDI auf als Phagosomen mit L. pneumophila Corby. In kinetischen Analysen der Phagosomenreifung zeigen wir komplexe Veranderungen der Komposition phagosomaler Proteine. Unsere Daten deuten auf bisher unbekannte Konsequenzen einer Infektion fur die Wirtszellphysiologie hin. Wir konnten im Falle einer Infektion mit L. pneumophila die Degradation von Phagosom-assoziiertem Aktin feststellen. Diese Degradation und die Aktivitat des Cystein Proteinase Inhibitors konnten zur Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts fuhren und die Fusion der pathogenhaltigen Phagosomen mit den ansauernden Organellen verhindern.