Fusobacterium nucleatum, the first Gram-negative bacterium demonstrated to produce polyglutamate

Authors: Candela, Thomas; Moya, Marie; Haustant, Michel; Fouet, Agnès

Source: Canadian Journal of Microbiology, Volume 55, Number 5, May 2009 , pp. 627-632(6)

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Abstract:

Poly-γ-glutamate has been described in many Gram-positive organisms. When anchored to the surface, it is a capsule and as such a virulence factor. Based on sequence similarities, few Gram-negative organisms have been suggested to synthesize poly-γ-glutamate. For the first time, a Gram-negative bacterium, Fusobacterium nucleatum, is shown to produce and secrete poly-γ-glutamate. Putative poly-γ-glutamate-synthesizing genes from Gram-negative organisms have been compared with their Gram-positive homologs by in silico analysis, i.e., gene sequence and phylogenetic analysis. Clusters of three instead of four genes were highlighted by our screen. The products of the first two genes display similarity with their Gram-positive equivalents, yet the sequences from the Gram-negative organisms can be distinguished from those of the Gram-positives. Interestingly, the sequence of the predicted product of the third gene is conserved among Gram-negative bacteria but displays no similarity to that of either the third or fourth gene of the Gram-positive operons. It is suggested that, like for Gram-positive bacteria, poly-γ-glutamate has a role in virulence for pathogens and one in survival for other Gram-negative bacteria.

La présence de poly-γ-glutamate a été décrite chez de nombreux organismes à Gram-positif. Lorsqu'il est ancré, il constitue une capsule et en tant que tel est un facteur de virulence. Lors de l'annotation de génomes, il a été proposé, sur la base des similitudes de séquences, que quelques organismes à Gram-négatif synthétisent du poly-γ-glutamate. Pour la première fois, il est montré qu'une bactérie à Gram-négatif, Fusobacterium nucleatum, produit et sécrète du poly-γ-glutamate. Une comparaison in silico, c'est-à-dire une comparaison des séquences et une analyse phylogénétique, a été réalisée entre les gènes potentiels impliqués dans la synthèse du poly-γ-glutamate provenant de bactéries à Gram-négatif et leurs homologues de bactéries à Gram-positif. Des groupes de trois gènes, et non quatre, ont été révélés par notre criblage. Les séquences des produits potentiels des deux premiers gènes présentent des similitudes avec leurs équivalents des bactéries à Gram-positif; cependant, les protéines d'organismes à Gram-négatif se distinguent de celles des bactéries à Gram-positif. Le produit du troisième gène est conservé chez les bactéries à Gram-négatif et ne présente toutefois de similitude ni avec le troisième ni avec le quatrième gène des opérons des bactéries à Gram-positif. Il est suggéré que, de même que pour les bactéries à Gram-positif, le poly-γ-glutamate ait un rôle dans la virulence des bactéries pathogènes et dans la survie des autres bactéries à Gram-négatif.

Document Type: Research article

Publication date: 2009-05-01

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