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The flagellin gene and protein from the brewing spoilage bacteria Pectinatus cerevisiiphilus and Pectinatus frisingensis

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Abstract:

Flagellin genes from the anaerobic Gram-negative beer-spoilage bacteria Pectinatus cerevisiiphilus and Pectinatus frisingensis were sequenced and the flagellin proteins initially characterized. Protein microsequencing led to the design of two degenerate PCR primers that allowed the P. cerevisiiphilus flagellin gene to be partially sequenced. A combination of PCR and Bubble PCR was then used to sequence the flagellin genes of three isolates from each species. Cloning and gene expression, followed by immunoblotting, confirmed the gene identities as flagellin. Analysis of the gene sequences revealed proteins similar to other bacterial flagellins, including lengths of 446 or 448 amino acids, putative sigma 28 promoters, and a termination loop. Antibody binding studies with isolated flagella correlated with gene sequence comparisons, with both indicating that the P. cerevisiiphilus isolates studied are very similar but that the P. frisingensis isolates show greater variation. Purified flagellins were found to be glycosylated, probably through an O linkage. Phylogenetic analysis revealed greater diversity within the flagellin sequences than within the 16S rRNA genes. Despite the Gram-negative morphology of Pectinatus, this genus proved most closely related to Gram-positive Firmicutes.Key words: beer spoilage, Firmicutes, flagellin, glycosylation, Pectinatus cerevisiiphilus, Pectinatus frisingensis, phylogenetics, taxonomy.

Les gènes de flagellines des bactéries anaérobies Gram-négatives de contamination de la bière Pectinatus cerevisiiphilus et Pectinatus frisingensis ont été séquencés et les protéines de flagellines ont été caractérisées initialement. Le micro-séquençage des protéines a mené à la conception de deux amorces de PCR dégénérées permettant de séquençage partiel du gène de la flagelline de P. cerevisiiphilus. Une combinaison de PCR et de « Bubble PCR » fut ensuite employée pour le séquençage des gènes de flagellines de trois isolats de chaque espèce. Le clonage et l'expression génique suivis par l'immunobuvardage a confirmé l'identité des gènes comme étant ceux de la flagelline. L'analyse des séquences géniques a révélé des protéines semblables aux autres flagellines bactériennes, incluant des longueurs de 446 ou 448 acides aminés, des promoteurs putatifs sigma 28 et une boucle de terminaison. Des études de liaison de flagelles isolés à des anticorps a corrélé avec les comparaisons des séquences géniques et ont indiqué que les isolats de P. cerevisiiphilus étudiés sont très semblables mais que les isolats de P. frisingensis démontrent une plus grande diversité. Les flagellines purifiées se sont avérées être glycosylées, probablement par un lien de type O. Des analyses phylogénétiques ont révélé une plus grande diversité dans les séquences de flagellines que dans les gènes d'ARNr 16S. Malgré la morphologie Gram négative de Pectinatus, ce genre s'avère être davantage apparenté aux Firmicutes Gram positives.Mots clés : contamination de la bière, Firmicutes, flagelline, glycosylation, Pectinatus cerevisiiphilus, Pectinatus frisingensis, phylogénétiques, taxonomie.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 1, 2005

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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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