In vivo hydrolysis of S-adenosyl-L-methionine in Escherichia coli increases export of 5-methylthioribose

Author: Hughes, Jeffrey A

Source: Canadian Journal of Microbiology, Volume 52, Number 6, June 2006 , pp. 599-602(4)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Escherichia coli can not synthesize methionine from 5-methylthioribose (MTR) but instead exports this sulfur-containing, energy-rich molecule into the surrounding medium. Transforming E. coli with plasmids that direct expression of the cloned coliphage T3 S-adenosyl-L-methionine (SAM) hydrolase (SAMase) induces the met regulon by cleaving the SAM co-repressor to form 5′-methylthioadenosine, which is then cleaved to produce MTR. To test the effect of in vivo SAMase activity on MTR production and its fate, cultures were incubated in the presence of [35S]methionine and [methyl-3H]methionine. Cells with SAMase activity produced significantly enhanced levels (up to 40-fold in some trials) of extracellular MTR — the only radiolabeled compound released in significant amounts — when compared with controls. SAM synthetase (metK) mutants transformed with SAMase expression vectors did not show this increase, verifying the path through SAM as the sole route to MTR production. SAMase expression had little or no effect on intracellular MTR pools, levels of radiolabeled macromolecules, or the transfer of methyl groups to compounds that could be precipitated by trichloroacetic acid. Thus, MTR appears to be a dead-end metabolite in E. coli, begging questions about how this has evolved, the mechanism of MTR export for the cell, and whether the release of MTR is important for some other activity.Key words: 5-methylthioribose, S-adenosyl-L-methionine, SAMase, Escherichia coli, export.

Escherichia coli ne peut synthétiser la méthionine à partir du 5-méthylthioribose (MTR) et exporte plutôt cette molécule contenant du soufre et riche en énergie dans le milieu environnant. La transformation de E. coli avec des plasmides qui dirigent l'expression du coliphage cloné T3 S-adénosyl-L-méthionine (SAM) hydrolase (SAMase) induit le régulon met en clivant le co-répresseur SAM pour former la 5′-méthylthioadénosine qui est ensuite clivée pour produire le MTR. Afin d'évaluer l'impact de l'activité SAMase in vivo sur la production de MTR et sur son sort, des cultures ont été incubées en présence de [35S]méthionine et de [méthyl-3H]méthionine. Les cellules avec une activité SAMase ont produit des niveaux significativement accrus (jusqu'à 40 fois dans certaines expériences) de MTR extracellulaire — le seul composé radiomarqué libéré en quantités significatives — lorsque comparées aux témoins. Des mutants de la SAM synthétase (metK) transformés avec les vecteurs d'expression de la SAMase n'ont pas manifesté cette augmentation, ce qui confirme que la voie passant par la SAM est la seule menant à la production de MTR. L'expression de SAMase n'a eu que peu ou pas d'effet sur les réserves intracellulaires de MTR, les niveaux de macromolécules radiomarquées ou le transfert de groupes méthyle à des composés précipitables au TCA. Ainsi, le MTR semble être un métabolite sans issue chez E. coli, soulevant les questions de comment ceci a-t-il évolué, sur les mécanismes d'exportation du MTR hors de la cellule et si la libération de MTR est importante pour une quelque autre activité.Mots clés : 5-méthylthioribose, S-adénosyl-L-méthionine, SAMase, Escherichia coli, exportation.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2006

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