A Novel Atp-binding Cassette Transporter Is Responsible For Resistance To Viologen Herbicides In The Cyanobacterium Synechocystis Sp. Pcc 6803

A Novel ATP-Binding Cassette Transporter Is Responsible for Resistance to Viologen Herbicides in the Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

Tác giả: Jana Prosecka, Artem V. Orlov, Yuri S. Fantin, Vladislav V. Zinchenko, Michael M. Babykin, and Martin Tichy

Lĩnh vực: Autotrophic Microorganisms, Physical Biology, Genetics, Biotechnology

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này xác định một bộ máy vận chuyển ATP-binding cassette (ABC) mới có vai trò trong khả năng kháng thuốc diệt cỏ viologen ở vi khuẩn lam Synechocystis sp. PCC 6803. Ba chủng đột biến tự phát kháng methyl viologen đã được phân lập, trong đó có sự thay thế axit amin R115 của protein Slr1174 bằng G115, L115 và C115. Protein Slr1174, thuộc họ DUF990, liên quan đến tiểu đơn vị permease của bộ máy vận chuyển ABC loại 2. Phân tích tin sinh học cho thấy rằng gen slr1174, cùng với các gen mã hóa cho một tiểu đơn vị permease khác (slr0610) và một thành phần ATPase (slr1901), có thể tạo thành các bộ máy vận chuyển chức năng. Việc bất hoạt các gen này trong cả chủng hoang dại và chủng đột biến kháng thuốc đã dẫn đến sự tăng nhạy cảm với các loại viologen. Nghiên cứu chỉ ra rằng Slr1901 (EvrA), Slr1174 (EvrB) và Slr0610 (EvrC) tạo thành một bộ máy vận chuyển viologen ABC heteromeric, trong đó mỗi thành phần đều đóng vai trò quan trọng trong việc đẩy viologen ra khỏi tế bào. Sự tăng nhạy cảm lớn nhất quan sát được đối với ethyl viologen đã dẫn đến việc đặt tên ba protein này là EvrA, EvrB và EvrC. Đây là báo cáo đầu tiên về chức năng của protein thuộc họ DUF990 trong bối cảnh này.

Mục lục chi tiết:

• Introduction
• Abbreviations
• Keywords
• Correspondence
• Results
• Mapping of the MV-resistant mutants
• EvrB protein
• Putative EvrABC transporter
• Functional analysis of the genes encoding the heteromeric ABC-type exporter EvrABC
• Role of R115 in the substrate selectivity of EvrB permease
• DUF990 family proteins
• Discussion
• Experimental procedures
• Growth conditions and generation of spontaneous mutants
• Sensitivity to MV and other toxic compounds
• Mapping of MV-resistant mutants
• Mutant construction
• Gene expression, RNA isolation, reverse transcription and quantitative PCR
• Secondary structure prediction of membrane proteins
• Acknowledgements
• References
• Supporting information