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Characterization of copABCD operon from a copper-sensitive Pseudomonas putida strain

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Abstract:

We describe an operon, copABCD, that encodes copper-binding and sequestering proteins for copper homeostasis in the copper-sensitive strain Pseudomonas putida PNL-MK25. This is the second operon characterized as being involved in copper homeostasis, in addition to a P1-type ATPase encoded by cueAR, which was previously shown to be active in the same strain. In this study, 3 copper-responsive mutants were obtained through mini-Tn5::gfp mutagenesis and were found to exhibit reduced tolerance to copper. Sequencing analysis of the transposon-tagged region in the 3 mutants revealed insertions in 2 genes of an operon homologous to the copABCD of P. syringae and pcoABCD of Escherichia coli. Gene expression studies demonstrated that the P. putida copABCD is inducible starting from 3 µmol/L copper levels. Copper-sensitivity studies revealed that the tolerance of the mutant strains was reduced only marginally (only 0.16-fold) in comparison to a 6-fold reduced tolerance of the cueAR mutant. Thus, the cop operon in this strain has a minimal role when compared with its role both in other copper-resistant strains, such as P. syringae pv. syringae, and in the cueAR operon of the same strain. We propose that the reduced function of the copABCD operon is likely to be due to the presence of fewer metal-binding domains in the encoded proteins.Key words: cop operon, copper-binding proteins, mini-Tn5::gfp mutagenesis, transition metal.

Nous faisons dans cet article la description de l'opéron copABCD codant des protéines qui se lient au cuivre et le séquestrent afin d'assurer l'homéostasie de ce métal dans la souche Pseudomonas putida PNL-MK25 sensible au cuivre. Il s'agit du deuxième opéron caractérisé impliqué dans l'homéostasie du cuivre, en plus d'une ATPase de type P1 codée par cueAR, dont l'activité a été démontrée dans la même souche. Dans cette étude, 3 mutants réagissant au cuivre ont été obtenus par mutagénèse avec le mini-Tn5::gfp et ont démontré une tolérance réduite au cuivre. Une analyse de la séquence de la région marquée par le transposon chez les 3 mutants a révélé des insertions dans 2 gènes d'un opéron homologue à copABCD de P. syringae et à pcoABCD de E. coli. Des études portant sur l'expression des gènes a démontré que le copABCD de P. putida est inductible à partir d'une concentration de cuivre de 3 micromolaires. Les études sur la sensibilité au cuivre ont révélé que la tolérance des souches mutantes ne fut que modérément diminuée (un facteur de seulement 0,16) comparativement à une tolérance 6 fois moindre du mutant cueAR. Ainsi, l'opéron cop dans cette souche joue un rôle négligeable lorsque comparé à son rôle dans d'autres souches résistantes au cuivre comme P. syringae pv. syringae et à l'opéron cueAR de la même souche. Nos proposons que la fonction réduite de l'opéron copABCD est probablement dû à la présence d'un plus petit nombre de domaines de liaison aux métaux dans les protéines codées.Mots clés : opéron cop, protéines se liant au cuivre, mutagénèse par le mini-Tn5::gfp, métal de transition.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-03-01

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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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