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Characterization of the arginine deiminase of Streptococcus equi subsp. zooepidemicus

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Abstract:

Streptococcus equi subsp. zooepidemicus is an important cause of infectious diseases in horses and rarely humans. Little is known about the virulence factors or protective antigens of S. equi subsp. zooepidemicus. In the present study, I designed original primers based on an alignment of the gene sagp(arcA) from Streptococcus pyogenes encoding streptococcal acid glycoprotein – arginine deiminase (SAGP/AD) to amplify the S. equi subsp. zooepidemicus counterpart sequence by polymerase chain reaction, and I analyzed the sagp(arcA) gene of the organism. Using chromosomal walking steps, I identified a contiguous eight-gene locus involved in SAGP/AD production. Their open reading frames were found to share significant homologies and to correspond closely in molecular mass to previously sequenced arc genes of S. pyogenes, thus they were designated ahrC.2 (arginine repressor), arcR (CRP/FNR transcription regulator), sagp(arcA) (streptococcal acid glycoprotein – arginine deiminase), putative acetyltransferase gene, arcB (ornithine carbamyl transferase), arcD (arginine–ornithine antiporter), arcT (Xaa-His peptidase), and arcC (carbamate kinase). The SAGP homologue of S. equi subsp. zooepidemicus (SzSAGP), encoded by arcA gene of the bacteria (arcA(SZ)), was successfully expressed in Escherichia coli and purified to homogeneity. When in vitro growth inhibitory activity of the recombinant SzSAGP was tested against MOLT-3 cells, it inhibited the growth of the cells during the 3 days of culture in a dose-dependent manner, accompanied by the induction of apoptotic cell death. The recombinant protein also possessed AD activity. By immunoblot analysis using both anti-SzSAGP-SfbI(H8) and anti-SfbI(H8) sera, I was able to demonstrate that the SzSAGP protein is expressed on the streptococcal surface.Key words: SAGP, arginine deiminase, Streptococcus equi subsp. zooepidemicus.

Streptococcus equi sous-espèce zooepidemicus représente une cause importance de maladies infectieuses chez les chevaux et rarement chez les humains. On ne sait que peu de choses sur les facteurs de virulence ou les antigènes protecteurs de S. equi sous-espèce zooepidemicus. Dans l'étude présente, j'ai conçu des amorces originales basées sur un alignement du gène (sagp(arcA)) codant la SAGP/AD (glycoprotéine streptococcale acide – arginine désiminase) des Streptococcus pyogenes afin d'amplifier la séquence correspondante chez S. equi sous-espèce zooepidemicus par PCR et d'analyser le gène sagp(arcA) de l'organisme. À l'aide d'étapes de marche sur le chromosome, j'ai identifié un locus contigu de huit gènes impliqués dans la production de SAGP/AD. Leurs cadres de lecture ouverts ont démontré des homologies significatives et une forte correspondance en termes de masse moléculaire avec des gènes arc de S. pyogenes précédemment séquencés; ils furent donc désignés ahrC.2 (répresseur de l'arginine), arcR (régulateur transcriptionnel CRP/FNR), sagp(arcA) (glycoprotéine streptococcale acide – arginine désiminase), gène putatif d'acétyltransférase, arcB (ornithine carbamyl transférase), arcD (antiporteur arginine–ornithine), arcT (Xaa-His peptidase) et arcC (carbamate kinase). L'homologue de SAGP chez S. equi sous-espèce zooepidemicus (SzSAGP) codé par le gène arcA de la bactérie (arcA(SZ)) fut exprimé avec succès chez Escherichia coli et purifié jusqu'à homogénéité. Lorsque l'activité inhibitrice de la croissance in vitro de la protéine SzSAGP recombinante fut analysée chez des cellules MOLT-3, elle a inhibé la croissance des cellules au cours d'une culture de trois jours d'une manière dose dépendante, accompagné par l'induction de la mort cellulaire apoptotique. La protéine recombinante possédait également une activité AD. Par analyse d'immunobuvardage à l'aide de sérums anti-SzSAGP-SfbI(H8) et anti-SfbI(H8), j'ai pu démontrer que la protéine SzSAGP était exprimée à la surface du streptocoque.Mots clés : SAGP, arginine désiminase, Streptococcus equi sous-espèce zooepidemicus.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 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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