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Comparison of the PR mutant with the wild-type strain of Proteus mirabilis brings insight into peroxide resistance factors and regulation of catalase expression

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Abstract:

The peroxide resistant mutant (PR) of Proteus mirabilis was characterized by an increased constitutive catalase activity concomitant with a large production of specific mRNA. Survival toward hydrogen peroxide during exponential phase was increased by H2O2 pretreatment in the wild type but not in the mutant, although the catalase of both strains was not inducible under these conditions. In the mutant, besides catalase, over-produced proteins comprised two different alkyl hydroperoxide reductase subunit C (AhpC) proteins and a protein homologous to the stationary phase transcription factor SspA of Escherichia coli. Conversely, the flagellin A (FlaA) of P. mirabilis was repressed in the PR mutant. Genomic DNA fragments of 2.9 kb carrying the catalase gene (katA) together with the 5' and 3' flanking regions were isolated from both strains and found to be identical. Upstream of katA, a Fur box-like sequence was found, but surprisingly, restricting iron in the culture medium caused a decrease in catalase production. The PR mutant presents similarities with other peroxide resistant mutants, but the regulation of catalase biosynthesis in P. mirabilis seems somewhat different from other close species such as E. coli.Key words: Proteus mirabilis, hydrogen peroxide, peroxide resistant mutant, catalase.

Le mutant résistant aux peroxydes (PR) de Proteus mirabilis est caractérisé par une activité catalatique constitutive élevée, associée à une forte production d'ARNm spécifique. La survie en présence de peroxyde d'hydrogène (H2O2) durant la phase exponentielle de croissance est augmentée par un prétraitement à l'H2O2 pour la souche sauvage mais pas pour le mutant. Cependant, la catalase présente dans les deux souches n'est pas inductible dans ces conditions. Dans le mutant PR, en plus de la catalase, les protéines sur-accumulées comprennent deux alkyl hydroperoxyde réductases (sous unité C, AhpC) et une protéine homologue au facteur de transcription de la phase stationnaire de croissance SspA d'E. coli. Inversement, la flagelline A (FlaA) de Proteus mirabilis est sous-accumulée dans le mutant. Des fragments de génome de 2,9 kb portant le gène de la catalase (katA) ainsi que ses régions flanquantes 5' et 3' ont été isolés et trouvés identiques dans les deux souches. En amont de katA, une séquence de type « Fur box » a été trouvée, mais paradoxalement l'absence de fer dans le milieu de culture provoque une diminution de catalase. Le mutant PR présente des similarités avec d'autres mutants résistants aux peroxydes mais la régulation de la biosynthèse de la catalase semble quelque peu différente de celle d'autres espèces proches comme E. coli.Mots clés : Proteus mirabilis, peroxyde d'hydrogène, mutant résistant aux peroxydes, catalase.

Keywords: Proteus mirabilis; catalase; hydrogen peroxide; mutant résistant aux peroxydes; peroxide resistant mutant; peroxyde d'hydrogène

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-02-01

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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