Beschreiben Sie das pBAD Expressionssytem und deren Induktion.
basieren auf araBAD Promotor —> Unterdrückung von Hintergrund-Expression
lineare Induktion —> steigende Arabinose-Konzentration —> keine alles oder nichts Induktion wie bei den meisten anderen
O1 O2 = Bindestellen für AraC;AracC-Dimer —> DNA Schleife —> Repression
Arabinose —> bindet an AraC —> Konformationsänderung —> Bindung an O1 und I —> Transkription
Nennen Sie drei Arten der Induktion von Genexpression
Chemisch:
Derivate lac Promotor (IPTG)
tet Promotor: Anhyrotetracyclin
araB Promotor: L-Arabinose
Thermisch:
cspA Promotor: Temperatur = 15 Grad —> Induktion
pL Promotor: Repressor instabil bei T > 37 Grad —> Induktion
Mangel:
phoA Promotor: Absenkung der Phosphatkonzentration im Medium
Warum verwendet man Resistenzmarker und welche häufig verwendeten gibt es?
Resistenzmarker verleihen Antibiotika-Resistenz —> “zwingt” E.Coli das Plasmid zu behalten
Häufig verwendete:
Ampicilin
Kanamycin
Chloramphenicol
Tetracyclin
Geben Sie drei Antibiotika an, die die Proteinbiosynthese inhibieren. Wie wirkt Ampicillin und welches Problem kann bei der Verwendung dieser Antibiotikaresistenz auftreten?
Inhibierung der Proteinbiosynthese durch:
Kanamycon
Ampicilin —> Inaktivierung von Enzymen, die Peptidoglykanstränge der Zellwand vernetzen
Problem: Abbau des Ampilicins durch freigesetzte beta-Lactamase oder unter sauren Bedingungen bei hohen Zelldichten —> Plasmidverlust
(Verlangsamung durch: Carbenicilin)
Wie wirkt Chloramphenicol und wie erreicht man eine Resistenz?
Diffusion —> Cytoplasma (CP) —> hemmt Peptidyltransferase-Reaktion an 50-S
Resistenz durch Acetylierung durch CAT (Chloramphenicol-acetyl-transferase) im CP
dauerhafte Expression von CAT im CP
Wie wirkt Kanamycin und wie kann man es inhibieren?
Aminoglycosid-Antibiotika (2-3 Zuckerreste)
Bindung an Ribosom —> inhibieren Translation —> hemmen Zellwachstum
Resistenz: Modifikation der AB-Moleküle im CP (eins von):
N-Acetylierung
O-Phoshorylierung
O-Adenylierung
Wie wirkt Tetracyclin und wie bewirkt man eine Resistenz?
vierfacher Tetrazenring mit polaren Seitengruppen
Geringe Konzentration —> Bacteriostatisch
Hohe Konzentration —> Bakterizid
Bindet zweiwertige Kationen (besond. Mg2+) —> hemmt Proteinbiosynthese —> verhindert Bindung der Aa-tTRNA an der A-Stelle des Ribosoms
Resistenz: aktives, Energie-anhängiges Transportsystem, welches AB aus der Zelle pumpt
Liegt auf einem Transposon
Abwesenheit von Tetracyclin —> kaum Expression von TetA (Pumpe)
Anwesenheit von Tetracyclin —> bindet an TetR —> starke Expression von TetA
Was ist ein Affinitätsanhängsel (“Tag”) und warum verwendet man sie?
Affinitätstag —> verschiedene, meist kurze Aminosäuresequenzen —> markieren (“tag”) von Proteinen
Expressionsverfolgung
Erleichterung der Reinigung
Einfluss auf Löslichkeit (Faltung von Proteinen)
Welche Arten von Affinitätstags gibt es?
Small Affinity Tags (kurze Peptidsequenzen)
kommerziell erhältliche AK —> einfache Detektion
Non-peptide Fusion-Partner
e.g. Maltose-Binding-Protein (MBP)
erhöht Löslichkeit —> gut für langsam faltende Proteine
Stimulus-responsive tags
stimulus —> Protein reversibel fällen/aggregieren
beta-roll: Calcium
ELP: T-shift (Temperatur)
Wie kann man Tags entfernen?
enzymatisch: Thrombin, Factor Xa / TEV mit entsprecehnder Proteaseschnittstelle
chemisch:
pro: billig, leicht zu entfernen
con: giftig, harsche Reaktionsbedingungen
Was ist ein Zellaufschluss und welche Methoden gibt es dafür? (Nicht Klausurrelevant)
Zellhülle wird zerstört, um Bestandteile zu analysieren
Methoden:
French press
Ultraschall
Bschreiben Sie kurz das pTUM5 Plasmid und schildern Sie den Experimentablauf
phoA-Promotor —> niedrige Phosphatkonzentration —> Induktion
Experiment: drei Medien
M -> LB-Medium (Phosphat drin)
M-P -> LB-Medium ohne Phosphat
M+P -> LB-Medium mit limitertem Phosphat
Ergebniss:
Beschrieben Sie zwei Alternativen für Antibiotikaresistenzen bei Plasmiden in E.Coli.
Plasmidverlust —> Expression Genen/Repressoren —> Zelltod
e.g. hok/sok —> Hok -> membranschädigend
Komplementation —> Deletion/Mutation essentielles chromosomales Gen, intakte Kopie auf P
e.g. probA
—> auf Medienzusammensetzung achten
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