Modification of the protein expression pattern induced in the nitrogen-fixing actinomycete Frankia sp. strain ACN14a-tsr by root exudates of its symbiotic host Alnus glutinosa and cloning of the sodF gene

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Two-dimensional (2-D) polyacrylamide gel electrophoresis was used to detect proteins induced in Frankia sp. strain ACN14a-tsr by root exudates of its symbiotic host, Alnus glutinosa. The 5 most prominent proteins were purified from 2-D gels and characterized by N-terminal sequencing. All of these proteins had a high percentage of similarity with known stress proteins. One protein match was the Fe superoxide dismutase (Fe-SOD), another was a tellurite resistance protein (Ter), the third was a bacterioferritin comigratory protein (Bcp); and two matches, differing only by their isoelectric point, were the same small heat shock protein (Hsp), a major immune reactive protein found in mycobacteria. This suggests that the symbiotic microorganism Frankia, first responds with a normal stress response to toxic root products of its symbiotic host plant. To confirm its identity, the gene corresponding to the Fe-SOD protein, sodF was isolated from a genomic library by a PCR-approach and sequenced. It is the first stress response gene characterized in Frankia.Key words: Frankia, Alnus glutinosa, root-exudates, superoxide dismutase, tellurite resistance, bacterioferritin comigratory protein, heat shock protein.

La technique d'électrophorèse sur gel de polyacrylamide en deux dimensions a été utilisée pour détecter les protéines induites dans la souche ACN14a-tsr du genre Frankia par les exsudats des racines de son hôte symbiotique, Alnus glutinosa. Les 5 plus importantes protéines ont été purifiées à partir de gels 2-D et caractérisées par séquençage de l'extrémité N-terminal. Toutes ces protéines montraient un fort pourcentage de similitude avec des protéines de stress connues. Une de ces protéines correspondait à la superoxyde dismutase ferrique (Fe-SOD), une autre à la protéine de résistance au tellurite (Ter), la troisième à la protéine comigratoire de la bacterioferritine (Bcp); et les deux autres, différant seulement par leur pI, correspondaient toutes deux à la petite protéine de choc thermique (Hsp), une protéine immunoréactive majeure retrouvée chez les mycobactéries. Ceci indique que le micro-organisme symbiotique Frankia possède une réponse initiale normale face au stress généré par les produits toxiques des racines de sa plante-hôte symbiotique. Afin de confirmer son identité, le gène correspondant à la protéine Fe-SOD, sodF, a été isolé à partir de la banque génomique par une approche PCR et séquencé. C'est le premier gène de réponse au stress caractérisé chez Frankia.Mots clés : Frankia, Alnus glutinosa, exsudats de racines, superoxyde dismutase, résistance au tellurite, protéine comigratoire de la bactérioferritine, protéine de choc thermique.[Traduit par la Rédaction]
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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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