| Nederlands

Multidrug and peptide export in Lactococcus lactis

(2009) Berg van Saparoea, Hendrik Bart van den

Multidrug resistentie (MDR) is een fenomeen waarbij organismen een resistentie ontwikkelen tegen een breed scala van giftige verbindingen die qua (chemische) structuur niet aan elkaar verwant zijn. MDR wordt veroorzaakt door transporteiwitten die deze verbindingen op een energieafhankelijke wijze kunnen uitscheiden.
De melkzuurbacterie Lactococcus lactis wordt in de industrie toegepast bij de productie van kaas en andere voedingsmiddelen. Dit micro-organisme bevat verschillende MDR transporters, te weten LmrA, LmrP en LmrCD. LmrA behoort tot een klasse transporteiwitten die verwant zijn aan het humane P-glycoproteïne dat in kankercellen resistentie tegen cytostatica kan veroorzaken. In dit proefschrift beschreven studies tonen aan dat LmrA en P-glycoproteïne mogelijk ook betrokken zijn bij resistentie tegen zware metalen. Bij het bestuderen van het werkingsmechanisme van MDR transporteiwitten wordt veelvuldig gebruik gemaakt van fluorescente verbindingen zoals ethidium bromide en Hoechst 33342, die als substraat kunnen fungeren. Echter het Hoechst 33342-transport in membraanblaasjes blijkt geen betrouwbare indicator voor MDR-afhankelijk transport. Zowel LmrA als LmrP als LmrCD vertonen deze specifieke transportactiviteit, terwijl alleen LmrCD ook daadwerkelijk resistentie verleent voor deze toxische stof. Melkzuurbacteriën kunnen zich niet alleen beschermen tegen toxische moleculen in hun omgeving, ze kunnen ook zelf de bron hiervan zijn. Het best bestudeerde, door melkzuurbacteriën geproduceerde antimicrobiële peptide is het lantibioticum nisine A. De synthese van nisine A verloopt via het NisBCT eiwitcomplex. In dit proefschrift wordt aangetoond dat NisB belangrijk is voor effectieve productie van dit lantibioticum en een centrale component vormt binnen het NisBTC eiwitcomplex, waarbij de uitscheiding van dit molecuul gekoppeld lijkt te zijn aan de biosynthese.

English:
Organisms can develop resistance to a broad spectrum of chemically and structurally unrelated toxic compounds, a phenomenon called multidrug resistance (MDR). MDR can be caused by transporter proteins that secrete these compounds in an energy-dependent manner. The lactic acid bacterium Lactococcus lactis is used in industry for the production of cheese and other food. This microorganism harbours several MDR transport proteins, namely LmrA, LmrP and LmrCD. LmrA belongs to a class of transport proteins related to the human P-glycoprotein that can cause resistance to chemotherapy drugs in cancer cells. Studies described in this thesis show that LmrA and P-glycoprotein may also be involved in heavy metal resistance. Research on the molecular mechanism of MDR proteins often involves fluorescent compounds such as ethidium bromide and Hoechst 33342, which serve as substrate. However, Hoechst 33342 transport in membrane vesicles proves to be an unreliable indicator of MDR transport. LmrA, LmrP, and LmrCD all exhibit this specific transport activity, while only LmrCD actually confers resistance to these toxic compounds. Lactic acid bacteria not only protect themselves against toxic compounds, they also produce their own. The best studied antimicrobial peptide produced by these bacteria is the lantibiotic nisin A. The synthesis of nisin A goes via the NisBCT protein complex. In this thesis it is shown that NisB is crucial for efficient production of this lantibiotic and forms a central component within the NisBCT complex, where secretion of nisin A appears to be coupled to the biosynthesis.