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Co-induction of methyltransferase Rv0560c by naphthoquinones and fibric acids suggests attenuation of isoprenoid quinone action in Mycobacterium tuberculosis

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Abstract:

The superoxide generator menadione was previously demonstrated as an inducer of growth stage dependent protein patterns in Mycobacterium tuberculosis. The present study refines this observation by characterizing a novel 27-kDa protein that had not been observed in previous studies relying on younger cultures. A very similar response, based on two-dimensional gel electrophoretic analyses, was induced by the closely related naphthoquinone plumbagin. The 27-kDa protein was also induced by the pro-oxidant peroxisome proliferator gemfibrozil and to a lesser extent by the structurally related compounds fenofibrate and clofibrate. N-terminal sequence data of proteolytic fragments from the 27-kDa protein demonstrated its identity with protein Rv0560c, previously demonstrated to be inducible by salicylate, which also possesses peroxisome proliferating properties. Protein Rv0560c bears three conserved motifs characteristic of S-adenosylmethionine-dependent methyltransferases. Further sequence similarities suggest a function in the bio syn thesis of isoprenoid compounds, e.g., tocopherol, ubiquinone, and sterols. Such involvement is supported by the recognized yet unexplained widespread interference of menadione, salicylate, and fibrates with the isoprenoid quinones ubiquinone, menaquinone, and vitamin K. Induction of Rv0560c by fibrates, salicylate, and naphthoquinones is thus suggested to be caused by action on the plasma membrane, reminiscent of cytochrome P450BM-3 induction by fibrates in Bacillus megaterium, which catalyzes the hydroxylation of fatty acids and thus modulates membrane properties.Key words: peroxisome proliferators, membrane derangement, menaquinone antagonism, respiratory inhibition.

Il a été démontré précédemment que la ménadione, un générateur de superoxyde, induisait des patrons de protéines dépendants du stade de croissance chez Mycobacterium tuberculosis. La présente étude raffine cette observation en caractérisant une nouvelle protéine de 27 kDa, qui n'avait pas été observée dans les études antérieures basées sur des cultures plus jeunes. Une réponse très semblable, selon des analyses d'électrophorèse sur gel en deux dimensions, fut induite par la plumbagine, une naphthoquinone fortement apparentée. La protéine de 27 kDa fut également induite par le proliférateurs du peroxysome pro-oxydant gemfibrozil et dans une moindre mesure par le fénofibrate et le clofibrate, des composés à structure similaire. Les données de la séquence N-terminale des fragments protéolytiques du produit de 27 kDa l'ont identifiés comme étant la protéine Rv0560c, qui avaient été démontrée précédemment comme étant inductible par le salicylate, qui possède également des propriétés de prolifération du peroxysome. La protéine Rv0560c renferme trois motifs conservés typiques de méthyltransférases dépendantes de l'adénosylméthionine. D'autres similitudes de séquence signalent une fonction dans la biosynthèse des composés isoprénoïdes, p. ex. tocophérol, ubiquinone, stérols. Une telle implication s'appuie sur l'interférence bien connue et généralisée, bien qu'inexpliquée, du ménadione, du salicylate et des fibrates sur les quinones isoprénoïdes, ménaquinone et vitamine K. Ceci indique que l'induction de Rv0560c par les fibrates, le salicylate et les naphthoquinones serait causée par une action sur la membrane plasmique, ce qui évoque l'induction du cytochromeP450BM-3 par les fibrates chez Bacillus megaterium, qui catalyse l'hydroxylation des acides gras et module ainsi les propriétés de la membrane.Mots clés : proliférateurs du peroxysome, perturbation de la membrane, antagonisme de la ménaquinone, inhibition de la respiration.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2004

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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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