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Subcellular location of phage infection protein (Pip) in Lactococcus lactis

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Abstract:

The amino acid sequence of the phage infection protein (Pip) of Lactococcus lactis predicts a multiple-membrane-spanning region, suggesting that Pip may be anchored to the plasma membrane. However, a near-consensus sortase recognition site and a cell wall anchoring motif may also be present near the carboxy terminus. If functional, this recognition site could lead to covalent linkage of Pip to the cell wall. Pip was detected in both plasma membranes and envelopes (plasma membrane plus peptidoglycan) isolated from the wild-type Pip strain LM2301. Pip was firmly attached to membrane and envelope preparations and was solubilized only by treatment with detergent. Three mutant Pip proteins were separately made in which the multiple-membrane-spanning region was deleted (Pip-Δmmsr), the sortase recognition site was converted to the consensus (Pip-H841G), or the sortase recognition site was deleted (Pip-Δ6). All three mutant Pip proteins co-purified with membranes and could not be solubilized except with detergent. When membranes containing Pip-Δmmsr were sonicated and re-isolated by sucrose density gradient centrifugation, Pip-Δmmsr remained associated with the membranes. Strains that expressed Pip-H841G or Pip-Δ6 formed plaques with near unit efficiency, whereas the strain that expressed Pip-Δmmsr did not form plaques of phage c2. Both membranes and cell-free culture supernatant from the strain expressing Pip-Δmmsr inactivated phage c2. These results suggest that Pip is an integral membrane protein that is not anchored to the cell wall and that the multiple-membrane-spanning region is required for productive phage infection but not phage inactivation.Key words: phage infection protein, Pip, Lactococcus lactis, subcellular location.

La séquence en acides aminés de la protéine d'infection par le phage (Pip) de Lactococcus lactis prédit une région transmembranaire multiple ce qui suggère que Pip pourrait être ancré à la membrane plasmique. Toutefois, un site de reconnaissance de la sortase quasi-consensus et des motifs d'ancrage à la paroi cellulaire pourraient également être présents près de la terminaison carboxylique. S'il est fonctionnel, ce site de reconnaissance pourrait mener à la liaison covalente de Pip à la paroi cellulaire. Pip fut détecté dans les membranes plasmiques et les enveloppes (membrane plasmique plus peptidoglycane) isolées de la souche sauvage de Pip LM2301. Pip étaient fermement attaché aux préparations de membrane et d'enveloppes et fut solubilisé seulement par des traitements avec du détergent. Trois protéines mutantes de Pip ont été conçues séparément chez lesquelles la région transmembranaire multiple fut délétée (Pip-Δmmsr), le site de reconnaissance de la sortase fut converti en consensus (Pip-H841G) ou le site de reconnaissance de la sortase fut délété (Pip-Δ6). Les trois protéines mutantes de Pip ont été co-purifiées avec les membranes et n'ont pu être solubilisées qu'avec du détergent. Lorsque les membranes contenant Pip-Δmmsr ont été soniquées et ré-isolées par centrifugation à gradient de densité de sucrose, Pip-Δmmsr est demeuré associé aux membranes. La souche exprimant Pip-H841G ou Pip-Δ6 ont formé des plages avec une efficacité presque intacte alors que la souche exprimant Pip-Δmmsr n'a pas formé de plage de phages c2. Les membranes et le surnageant de culture acellulaire de la souche exprimant Pip-Δmmsr ont toutes deux inactivé le phage c2. Ces résultats indiquent que Pip est une protéine membranaire intégrale qui n'est pas ancrée à la paroi cellulaire et que la région transmembranaire multiple est nécessaire à l'infection productive par le phage mais non à l'inactivation du phage.Mots clés : protéine d'infection par le phage, Pip, Lactococcus lactis, localisation subcellulaire.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2006

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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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