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Isolation and characterization of a chromosomally encoded disulphide oxidoreductase from Salmonella enterica serovar Typhimurium

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Abstract:

In this study, the chromosomally encoded disulphide oxidoreductase dsbA from Salmonella typhimurium was cloned and characterized. A survey of a number of serovars of Salmonella subspecies I showed that dsbA is highly conserved in most, but not all members of this subclass of Salmonella species. Using motility, -galactosidase, and alkaline phosphatase assays as indirect indicators of disulphide oxidoreductase activity, we demonstrated that DsbA from S. typhimurium LT2 can only partially complement an Escherichia coli dsbA-null strain. This is surprising considering the high degree of conservation between these two DsbA proteins (87% amino acid identity). To determine the contribution of DsbA to the proper folding and assembly of proteins of S. typhimurium, deletion mutants were created in the avirulent strain LT2 and in the virulent strain SL1344. These null alleles were constructed by partial deletion of the dsbA-coding region and then insertion of an antibiotic resistance marker in the gene. Mutants no longer expressing a functional disulphide oxidoreductase exhibit pleitropic effects, including an increase in colony mucoidy, a dramatic decrease in motility, and an increased susceptibility to the cationic peptide protamine sulphate. The disruption of disulphide bond formation was also shown to specifically affect the stability of several proteins secreted into the extracellular environment.Key words: disulphide oxidoreductase, protein folding, Salmonella typhimurium, DsbA.

Dans cette étude, nous avons cloné et caractérisé le gène chromosomique dsbA responsable de la disulfure oxydoréductase chez Salmonella typhimurium. L'étude d'un certain nombre de sérovars de la sous-espèce I de Salmonella a démontré que dsbA était fortement conservé chez la plupart mais pas chez tous les membres de cette sous-classe de l'espèce Salmonella. En se basant sur la mobilité, la -galactosidase et des mesures de phosphatase alcaline comme indicateurs indirects de l'activité de la disulfure oxydoréductase, nous avons démontré que la DsbA de S. typhimurium LT2 pouvait complémenter seulement partiellement une souche d'Escherichia coli nulle en dsbA. Cette observation est surprenante si l'on considère le fort degré de conservation entre ces deux protéines DsbA (87 % d'identité des acides aminés). Pour déterminer la contribution de DsbA au repliement adéquat et à l'assemblage des protéines de S. typhimurium, nous avons produit des mutants de délétion chez la souche LT2 non virulente ainsi que chez la souche virulente SL1344. Ces allèles nuls ont été contruits par délétion partielle de la région codante dsbA et insertion d'un marqueur de résistance aux antibiotiques dans ce gène. Les mutants qui n'exprimaient plus la disulfure oxydoréductase fonctionnelle ont exhibé des effets multiples dont une augmentation de la mucosité des colonies, une diminution drastique de la mobilité et une augmentation de la sensibilité au sulfate de protamine, un polypeptide cationique. Il a aussi été montré que l'interruption de la formation de liens disulfures affectait spécifiquement la stabilité de certaines protéines sécrétées dans l'environnement extracellulaire.Mots clés : disulfure oxydoréductase, repliement des protéines, Salmonella typhimurium, DsbA.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: DsbA; Salmonella typhimurium; disulfure oxydoréductase; disulphide oxidoreductase; protein folding; repliement des protéines

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2001

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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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