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Aktivierung von Hämozyten des Tabakschwärmers Manduca sexta nach bakteriellen Infektionen

Scholz, Frank-Rüdiger


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Allgemeine und Spezielle Zoologie
Fachgebiet: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.02.2002
Erstellungsjahr: 2002
Publikationsdatum: 20.02.2002
Kurzfassung auf Deutsch: Hämozyten sind bei Insekten an Abwehrreaktionen, wie z. B. Neusynthese und Sekretion verschiedener antimikrobieller Substanzen,
Phagozytose und Einkapselung beteiligt. Bisher gibt es nur wenige Erkenntnisse über die bei einer zellulären Abwehr beteiligten Moleküle
und Mechanismen.

Zwei unterschiedliche methodische Ansätze, proteinchemisch und molekularbiologisch, wurden zum Nachweis an Aktivierungsvorgängen
von Hämozyten beteiligter Moleküle genutzt. Proteinchemisch konnten mehrere Proteine mit Affinität zu Lipopolysaccharid (LPS)
identifiziert werden. Zwei Proteine von ca. 21 kDa wurden gereinigt und N-terminal sequenziert.
Molekularbiologisch gelang die Klonierung von 4 cDNAs, aus zuvor produzierten Expressionsbibliotheken des Fettkörpers und aus
Hämozyten. Aufgrund der festgestellten Sequenzhomologien und der ersten Ergebnisse zur biochemischen Charakterisierung ist davon
auszugehen, dass die von diesen cDNAs kodierten Proteine eine Funktion in der Hämozytenaktivierung besitzen.

Das Hämozyten-Aggregation-inhibierende Protein (HAIP) zeigt eine Sequenzhomologie zu Chitinase-verwandten Wachstumsfaktoren. Die
RNA ist im Fettkörper nachweisbar, Hämozyten enthalten sie nicht. Bakterielle Infektion führt nicht zu einer gesteigerten Expression von
HAIP. Immunhistochemisch konnte HAIP in Hämozyten nachgewiesen werden. Daneben wurde gezeigt, dass HAIP Chitin bindet. Chitosan
und Xylose können diese Bindung teilweise antagonisieren. Immunolektin-3 (IML-3) zeigt eine Sequenzhomologie zu verschiedenen
Calcium-abhängigen Lektinen. Die IML-3-RNA ist im Fettkörper nachweisbar, wo seine Expression durch bakterielle Infektionen induziert
wird. Hämozyten enthalten keine IML-3-RNA. In der Hämolymphe sind mit dem gegen das rekombinante Protein hergestellten Antikörper
drei Proteine detektierbar. Nach bakteriellen Infektionen ist IML-3 in Plasmatozyten, neben granulären Zellen wichtigsten phagozytierenden
Zellen, nachweisbar. Ferner konnten erste Anhaltspunkte für eine Assoziation von IML-3 mit sich selbst oder anderen

Hämolymphkomponenten gefunden werden. Fettkörper-Protease-1 (FP-1) zeigt eine Sequenzhomologie zu CLIP-Domänen Proteasen.
FP--1 wird von Hämozyten und Fettkörper exprimiert, im Fettkörper ist die Expression induzierbar. In Infektionsexperimenten konnte eine
Aktivierung der FP-1 nach Injektion Gram-positiver Bakterien beobachtet werden. Darüber hinaus konnte das Protein in Oenozytoiden, den
Prophenoloxidase synthetisierenden Zellen, nachgewiesen werden. Die vollständige cDNA des M. sexta Hemocytin (MsHc) wurde kloniert
und analysiert. Das kodierte Protein ist homolog zum von-Willebrand Faktor. Die RNA des MsHc ist in Hämozyten nachweisbar,
bakterieller Infektionen führen nicht zu einer Induktion.