The bacterial receptor protein, transferrin-binding protein B, does not independently facilitate the release of metal ion from human transferrin

Pathogenic Gram-negative bacteria of the Pasteurellaceae and Neisseriaceae acquire iron for growth from host transferrin through the action of specific surface receptors. Iron is removed from transferrin by the receptor at the cell surface and is transported across the outer membrane to the periplasm. A periplasmic binding protein-dependent pathway subsequently transports iron into the cell. The transferrin receptor is composed of a largely surface-exposed lipoprotein, transferrin binding protein B, and a TonB-dependent integral outer membrane protein, transferrin binding protein A. To examine the role of transferrin binding protein B in the iron removal process, complexes of recombinant transferrin binding protein B and transferrin were prepared and compared with transferrin in metal-binding and -removal experiments. A polyhistidine-tagged form of recombinant transferrin binding protein B was able to purify a complex with transferrin that was largely monodisperse by dynamic light scattering analysis. Gallium was used instead of iron in the metal-binding studies, since it resulted in increased stability of recombinant transferrin binding protein B in the complex. Difference absorption spectra were used to monitor removal of gallium by nitrilotriacetic acid. Kinetic and equilibrium binding studies indicated that transferrin binds gallium more tightly in the presence of transferrin binding protein B. Thus, transferrin binding protein B does not facilitate metal ion removal and additional components are required for this process.Key words: iron, transport, outer membrane, lipoprotein, glycoprotein.

Les bactéries pathogènes à Gram négatif des genres Pasteurella et Neisseria obtiennent le fer essentiel à leur croissance de la transferrine de l'hôte grâce à des récepteurs spécifiques à leur surface. Le fer est extrait de la transferrine par le récepteur à la surface cellulaire et est transporté à travers la membrane externe dans l'espace périplasmique. Par la suite, le fer est transporté dans la cellule par une voie faisant intervenir une protéine de liaison périplasmique. Le récepteur de la transferrine est constitué d'une lipoprotéine principalement exposée à la surface, la protéine B liant la transferrine, et d'une protéine intégrale de la membrane externe dépendante de TonB, la protéine A liant la transferrine. Afin d'étudier le rôle de la protéine B liant la transferrine dans le processus d'extraction du fer, des complexes de transferrine et de protéine B liant la transferrine ont été préparés et comparés à la transferrine seule au cours d'expériences de liaison et d'extraction d'un ion métallique. Une protéine B liant la transferrine recombinante marquée à la polyhistidine forme un complexe avec la transferrine et le complexe purifié est principalement monodispersé selon une analyse dynamique de diffusion de la lumière. Le gallium a été utilisé lors des études de liaison plutôt que le fer, car cela augmente la stabilité de la protéine B liant la transferrine recombinante dans le complexe. L'extraction du gallium a été suivie grâce à des spectres d'absorption différentielle en présence d'acide nitrilotriacétique. Les études de cinétique et de liaison à l'équilibre montrent que la transferrine lie le gallium plus fortement en présence de la protéine B liant la transferrine. Donc, la protéine B liant la transferrine ne facilite pas l'extraction de l'ion métallique et d'autres constituants sont essentiels à ce processus.Mots clés : fer, transport, membrane externe, lipoprotéine, glycoprotéine.[Traduit par la Rédaction]