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Sina Langklotz

• Regulated proteolysis is a powerful mechanism to rapidly adjust the cellular proteome to changing environmental conditions. In bacteria the energy-dependent degradation of proteins is mediated by the specific substrate recognition of \(AAA^{+}\) proteases (\(\bf A\)TPases \(\bf a\)ssociated with various cellular \(\bf a\)ctivities). While the protease FtsH is anchored to the inner membrane, Lon is a cytoplasmic protease. In Escherichia coli, FtsH e. g. controls the heat shock response and the biosynthesis of lipopolysaccharides (LPS) through degradation of its substrates RpoH and LpxC. In this work (i) the substrate recognition of RpoH by FtsH, (ii) the conservation of regulation of LPS biosynthesis by proteolysis in different Gram-negative species and (iii) the substrate diversity of the FtsH protease were analyzed. Furthermore it was demonstrated that the replication inhibitor CspD is a substrate of the Lon protease in \(\it {E. coli}\).
• Durch regulierte Proteolyse kann das zelluläre Proteom schnell und effektiv an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst werden. In Bakterien wird der Energieabhängige Abbau von Proteinen durch die spezifische Substraterkennung von \(AAA^{+}\)-Proteasen (\(\bf A\)TPases \(\bf a\)ssociated with various cellular \(\bf a\)ctivities) ermöglicht. Während die Protease FtsH in der inneren Membran verankert ist, handelt es sich bei Lon um eine cytoplasmatische Protease. FtsH kontrolliert in \(\textit {Escherichia coli}\) unter anderem die Hitzeschockantwort und die Biosynthese von Lipopolysacchariden durch Degradation der Proteine RpoH und LpxC. Im Rahmen dieser Arbeit wurde (i) die Substraterkennung von RpoH durch FtsH, (ii) die Konservierung der Regulation der LPS-Synthese über Proteolyse in verschiedenen Gram-negativen Bakterien sowie (iii) die Substratvielfalt von FtsH analysiert. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der Replikationsinhibitor CspD in \(\textit {E. coli}\) über Lon-abhängige Proteolyse reguliert wird.