Untersuchungen zur genetischen Regulation des Tryptophan-abhängigen Pigmentstoffwechsels von Malassezia furfur und Aufklärung der genetischen Sequenz des Schlüsselenzyms Mf_Tam1, einer Tryptophan-Aminotransferase

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2010

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13572

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Die Pityriasis versicolor (PV) gilt als eine der häufigsten erregerbedingten Dermatosen weltweit. Sie geht mit einem weiten Spektrum verschiedener Charakteristika einher, wie dem Auftreten von hyperpigmentierten aber auch depigmentierten Läsionen, einer relativen Unempfindlichkeit der Depigmentierungen gegenüber UV-Licht, Fluoreszenz der Läsionen im Woodlicht (311nm) und einem in Relation zur Pilzlast nur gering ausgeprägtem entzündlichem Infiltrat. Bislang ist die Pathogenese der Erkrankung nicht geklärt.Als Auslöser der Erkrankung gelten Hefen der Gattung Malassezia, in den gemäßigten Breiten vor allem M. globosa, während in tropischen Regionen auch M. furfur eine stärkere Rolle spielt. Mayser und Mitarbeiter entdeckten einen Tryptophan-abhängigen Pigmentstoffwechsel in M. furfur, dessen Metabolite Eigenschaften aufweisen, die den Symptomen der PV entsprechen. Diese Pigmente konnten bislang jedoch nicht aus Läsionen der PV isoliert werden. Auch konnte die Pigmentbildung bislang nicht in M. globosa induziert werden.In der vorliegenden Arbeit wurden molekularbiologische Werkzeuge etabliert, um die genetische Regulation des Tryptophan-abhängigen Pigmentstoffwechsels von M. furfur zu untersuchen. Mit einer wahrscheinlichen Iron-Sulfur-Einheit einer Succinatdehydrogenase wurde ein Housekeeping-Gen (mf_sdh2) in M. furfur identifiziert, das in Expressionsanalysen mit der Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese assoziierter Gene genutzt werden konnte. Darüber hinaus bildet die Kenntnis seiner genomischen Sequenz die Grundlage für die Entwicklung einer ersten spezifischen Resistenzkassette auf dem Weg zur Erarbeitung eines Systems zur homologen Genrekombination für M. furfur.Darüberhinaus konnten in der vorliegenden Arbeit die genomische Sequenz und der Open Reading Frame des wahrscheinlichen Schlüsselenzyms der Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese von M. furfur identifiziert werden (Mf_Tam1). Das Gen zeigt eine stabile Expression in Tryptophan-Kulturen über einen Zeitraum von 2 Wochen, während es in Arginin-Kulturen nur schwach exprimiert wird. Die in Aminosäuresequenz übersetzte Sequenz zeigte eine starke Ähnlichkeit zu UM01804, dem Schlüsselenzym der Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese aus U. maydis und zu einem hypothetischen Protein aus M. globosa (MGL_2601). Eine weitergehende Überprüfung der genomischen Sequenz von M. globosa zeigt, dass dieser möglicherweise ein Protein besitzt, welches Mf_Tam1 noch weitaus ähnlicher ist, als das als hypothetisches Protein hinterlegte Fragment MGL_2601, und dass überprüft werden muss, ob M. globosa nicht doch zur Pigmentsynthese in der Lage ist, aber die erforderlichen Bedingungen bislang nicht gefunden werden konnten.Die Kenntnis der Gensequenz des wahrscheinlichen Schlüsselenzyms der Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese trägt wesentlich zum Verständnis dieses Stoffwechselweges und zur Entschlüsselung der Pathogenese der PV bei. Der Nachweis des Zusammenhanges zwischen der Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese und der Erkrankung PV könnte zudem therapeutischen Nutzen mit sich bringen. Sollte sich erweisen, dass M. globosa zur Tryptophan-abhängigen Pigmentsynthese befähigt ist, sollten sich Transkripte des Schlüsselgens in Läsionen der PV versicolor nachweisen lassen, und sollte eine Hemmung des Enzyms Mf_Tam1 in vivo zur Besserung der Symptomatik der PV führen, wäre die kausale Beziehung zwischen Tryptophan-abhängiger Pigmentsynthese und der Erkrankung erwiesen, und die Pathogenese einer zwar harmlosen aber stigmatisierenden Erkrankung wäre aufgeklärt.

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