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Characterization of the sodF gene region of Frankia sp. strain ACN14a and complementation of Escherichia coli sod mutant

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Abstract:

The Frankia sp. strain ACN14a superoxide dismutase SodF was previously shown to be induced in response to Alnus glutinosa root exudates, and its gene was sequenced. We report here the sequence of the 9-kb genomic segment surrounding the sodF gene and further characterize this gene and its product. Nine ORFs coding for various proteins, such as regulators, acetyl-CoA transferases, and a bacterioferritin A next to the sodF gene, were found. Northern blot analysis showed that the sodF gene was expressed as a major 1-kb transcript, which indicates that it has its own promoter. The sodF gene strongly complemented an Escherichia coli triple mutant (sodA sodB recA), restoring aerobic growth when the gene was expressed from the synthetic tac promoter but when expressed from its own promoter showed only slight rescue, suggesting that it was poorly recognized by the E. coli RNA polymerase. It is noteworthy that this is the first time that a Frankia gene has been reported to complement an E. coli mutant. The superoxide dismutase activity of the protein was inactivated by hydrogen peroxide, indicating that the metal ligand is iron, which is supported by analysis of the protein sequence. Thus, the SodF protein induced in Frankia by root exudates is an iron-containing enzyme similar to the one present in the nodules.Key words: Frankia, iron superoxide dismutase, sodF, E. coli complementation.

Nous avons montré précédemment que la superoxide dismutase SodF de la souche ACN14a de Frankia est induite au contact des exsudats racinaires d'Alnus glutinosa et son gène a été séquencé. Nous décrivons ici la séquence d'un fragment d'ADN génomique de 9 kb encadrant le gène sodF, et les caractéristiques de ce gène et de son produit. Neuf ORFs codant des protéines variées telles que des régulateurs, des acétyl-CoA transférases et une bactérioferritine A localisée immédiatement en amont du gène sodF sont identifiés. L'analyse par transfert d'ARN révèle l'expression d'un transcrit majeur d'environ 1 kb, indiquant que le gène sodF possède son propre promoteur. Le gène sodF sous contrôle du promoteur synthétique tac complémente fortement un triple mutant sodA sodB recA d'Escherichia coli, en rétablissant la croissance aérobie; un faible sauvetage est en revanche observé sous contrôle de son promoteur naturel, indiquant que ce promoteur est peu reconnu par l'ARN polymérase d'E. coli. Il est à noter que c'est la première fois qu'un gène de Frankia complémente un mutant d'E. coli. L'activité superoxyde dismutase de la protéine a été inactivée par le peroxyde d'hydrogène, indiquant que le ligand métallique est le fer, ce qui fut également appuyé par l'analyse de la séquence protéique. Ainsi, la protéine SodF induite chez Frankia par les exsudats racinaires est une enzyme à fer comme celle présente dans les nodules.Mots clés : Frankia, superoxide dismutase à fer, sodF, complémentation d'E. coli.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2003

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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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