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Replacing the general energy-coupling proteins of the phospho-enol-pyruvate:sugar phosphotransferase system of Salmonella typhimurium with fructose-inducible counterparts results in the inability to utilize nonphosphotransferase system sugars

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A Salmonella typhimurium mutant lacking Enzyme I and HPr, general proteins of the phosphoenolpyruvate:sugar phosphotransferase system (PTS), but producing homologues EIFructose and FPr constitutively, did not grow in minimal medium supplemented with non-PTS sugars (melibiose, glycerol, and maltose) in the absence of any trace of Luria–Bertani broth; adding cyclic AMP allowed growth. On melibiose, rapid growth began only when melibiose permease activity had reached a threshold level. Wild-type cultures reached this level within about 2h, but the mutant only after a 12–14h lag period, and then only when cyclic AMP had been added to the medium. On a mixture of melibiose and a PTS sugar, permease was undetectable in either the wild type or mutant until the PTS sugar had been exhausted. Permease then appeared, increasing with time, but in the mutant it never reached the threshold allowing rapid growth on melibiose unless cyclic AMP had been added. On rich medium supplemented with melibiose or glycerol, the mutant produced lower (30%) levels of melibiose permease or glycerol kinase compared with the wild type. We propose that poor phosphorylation of the regulatory protein Enzyme IIAGlucose, leading to constitutive inducer exclusion and catabolite repression in this strain, accounts for these results.

Une souche mutante de Salmonella typhimurium dépourvue d’Enzyme I et de HPr, deux protéines générales du système phosphoénolpyruvate: phosphotransférase des sucres (PTS), mais capable de produire les homologues EIFructose et FPr de façon constitutive, ne pouvait pas croître en milieu minimal supplémenté avec des sucres «non PTS» (melibiose, glycérol, maltose) en absence de toute trace de Luria–Bertani; l’ajout d’AMP cyclique permettait la croissance. Une croissance rapide sur melibiose ne commençait que lorsque l’activité de la perméase du melibiose atteignait un certain seuil. Les cultures sauvages atteignaient ce niveau en moins de 2h alors que les mutants n’y parvenaient qu’après un délai de 12–14h et ce, seulement lorsque l’AMP cyclique était ajouté au milieu. La perméase était indétectable lors de la croissance sur un mélange de melibiose et de sucres «PTS» jusqu’à ce que le sucre «PTS» ait été entièrement utilisé, tant chez la souche sauvage que chez le mutant. La perméase apparaissait alors et augmentait en fonction du temps, mais n’atteignait jamais le seuil requis à la croissance rapide sur melibiose chez le mutant, à moins que l’AMP cyclique ne soit ajouté. Sur du milieu enrichi supplémenté au melibiose ou au glycérol, le mutant produisait de faibles quantités (30%) de perméase du melibiose ou de glycérate kinase. Nous proposons que la faible phosphorylation de la protéine régulatrice Enzyme IIAGlucose, résultant en une exclusion constitutive par l’inducteur et à une répression catabolique chez cette souche, soit responsable de ces résultats.

Document Type: Research Article

Publication date: 2007-05-01

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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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