Phân tích phân tử các gen đường dẫn 3,6-dideoxyhexose của Yersinia pseudotuberculosis nhóm huyết thanh IIA

Journal of Bacteriology - Tập 175 Số 5 - Trang 1412-1422 - 1993
Annette Kessler1, Andrea Haase1, Peter R. Reeves1
1Department of Microbiology, University of Sydney, New South Wales, Australia.

Tóm tắt

Salmonella enterica và Yersinia pseudotuberculosis là hai ví dụ duy nhất trong tự nhiên được biết đến sử dụng nhiều loại dẫn xuất 3,6-dideoxyhexose như là thành phần O antigen. Để so sánh các gen sinh tổng hợp liên quan của hai sinh vật này, chúng tôi đã giải trình tự một phần của vùng rfb nhóm huyết thanh IIA của Y. pseudotuberculosis, vùng này chứa các gen cho con đường sinh tổng hợp abequose. So sánh các gen đã được xác định với vùng rfb của S. enterica LT2 cho thấy rằng hai cụm gen đường dẫn 3,6-dideoxyhexose có mối liên hệ với nhau. Cấu trúc sắp xếp của các gen chủ yếu được bảo tồn, và thành phần G + C của hai vùng DNA thì tương tự nhau một cách đáng kể; tuy nhiên, mức độ bảo tồn của các trình tự nucleotide và protein cho thấy rằng hai cụm gen này đã tiến hóa độc lập trong một khoảng thời gian đáng kể. Các thí nghiệm lai cho thấy rằng các gen đường dẫn dideoxyhexose phổ biến trong các nhóm huyết thanh khác nhau của Y. pseudotuberculosis.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Aleksic , S. , G. Suchan , J. Bockemdhl , and V. Aleksic . 1991 . An extended antigenic scheme for Yersinia pseudotuberculosis . Contrib. Microbiol. Immunol. 12 : 235 - 238 .

Bachmann , B. J. 1990 . Linkage map of Escherichia coli K-12, edition 8 . Microbiol. Rev. 54 : 130 - 197 .

Barcak , G. J. , and R. E. Wolf , Jr. 1988 . Growth-rate-dependent expression and cloning of gnd alleles from natural isolates of Escherichia coli . J. Bacteriol. 170 : 365 - 371 .

Bastin , D. A. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1991 . Molecular cloning and expression in Escherichia coli K-12 of the rjb gene cluster determining the 0 antigen of an E. coli 0111 strain . Mol. Microbiol. 5 : 2223 - 2231 .

Bercovier , H. , H. H. Mollaret , J. M. Alonso , J. Brault , R. G. Fanning , A. G. Steigerwalt , and D. J. Brenner . 1980 . Intra- and interspecies relatedness of Yersinia pestis by DNA hybridization and its relationship to Yersinia pseudotuberculosis . Curr. Microbiol. 4 : 225 - 229 .

Blondel , A. , and J. Thillet . 1991 . A fast and convenient way to produce single stranded DNA from a phagemid . Nucleic Acids Res. 19 : 181 .

Brown , P. K. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1991 . Cloning of the rfb gene cluster of a group C2 Salmonella: comparison with the rfb regions of groups B and D . Mol. Microbiol. 5 : 1873 - 1881 .

Brown , P. K. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1992 . Molecular analysis of the rfb gene cluster of Salmonella serovar Muenchen (strain M67): genetic basis of the polymorphism between groups C2 and B . Mol. Microbiol. 6 : 1385 - 1394 .

Bullas , L. R. , and J. -I. Ryu . 1983 . Salmonella typhimurium LT2 strains which are r m+ for all three chromosomally located systems of DNA restriction and modification . J. Bacteriol. 156 : 471 - 474 .

Devereux , J. , P. Haeberli , and 0. Smithies . 1984 . A comprehensive set of sequence analysis programs for the VAX . Nucleic Acids Res. 12 : 387 - 395 .

Elbein , A. D. , and E. C. Heath . 1965 . The biosynthesis of cell wall lipopolysaccharide in Escherichia coli II guanosine diphosphate 4-keto-6-deoxy-D-mannose, an intermediate in the biosynthesis of guanosine diphosphate colitose . J. Biol. Chem. 240 : 1926 - 1931 .

Gold L. and G. Stormo. 1987. Translational initiation p. 1302-1307. In F. C. Neidhardt J. L. Ingraham K. B. Low B. Magasanik M. Schaechter and H. E. Umbarger (ed.) Eschenichia coli and Salmonella typhimuium: cellular and molecular biology vol. 2. American Society for Microbiology Washington D.C.

Gorshkova , R. P. , V. A. Zubkov , V. V. Isakov , and Y. S. Ovodov . 1983 . Structural features of O-specific polysaccharide from lipopolysaccharide of Yersinia pseudotuberculosis VI serovar . Bioorg. Khim. 9 : 1068 - 1073 .

Han , O. , V. P. Miller , and H. Liu . 1990 . Mechanistic studies of the biosynthesis of 3,6-dideoxyhexoses in Yersinia pseudotuberculosis . J. Biol. Chem. 265 : 8033 - 8041 .

Henikoff , S. 1984 . Unidirectional digestion with exonuclease III creates targeted breakpoints for DNA sequencing . Gene 28 : 351 - 359 .

Howley , P. M. , M. A. Israel , M. F. Law , and M. A. Martin . 1979 . A rapid method for detecting and mapping homology between heterologous DNAs . J. Biol. Chem. 254 : 4876 - 4883 .

Jiang , X. M. , B. Neal , F. Santiago , S. J. Lee , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1991 . Structure and sequence of the rfb (O antigen) gene cluster of Salmonella serovar typhimurium (strain LT2) . Mol. Microbiol. 5 : 695 - 713 .

Kanehisha , M. J. 1982 . Los Alamos sequence analysis package for nucleic acids and proteins . Nucleic Acids Res. 10 : 183 - 196 .

Kessler , A. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1991 . Molecular cloning and genetic characterization of the rib region from Yersinia pseudotuberculosis serovar IIA, which determines the formation of the 3,6 dideoxyhexose abequose . J. Gen. Microbiol. 137 : 2689 - 2695 .

Komandrova , N. A. , R. P. Gorshkova , V. A. Zubkov , and Y. S. Ovodov . 1989 . The structure of the O-specific polysaccharide chain of the lipopolysaccharide of Yersinia pseudotuberculosis serovar VII . Bioorg. Khim. 15 : 104 - 110 .

Lee , S. J. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1992 . Cloning and structure of group C1 0-antigen (rib gene cluster) from Salmonella enterica serovar montevideo . J. Gen. Microbiol. 138 : 305 - 312 .

Lee , S. J. , L. K. Romana , and P. R Reeves . 1992 . Sequence and structural analysis of the rib (O antigen) gene cluster from a group C1 Salmonella enterica strain . J. Gen. Microbiol. 138 : 1843 - 1855 .

Leinonen M. 1985. Serological methods for the study of bacterial surface antigens p. 179-206. In T. K. Korhonen E. A. Dawes and P. H. Makela (ed.) Enterobacterial surface antigens: methods for molecular characterisation. Elsevier Science Publishers Amsterdam.

Liu , D. , N. K. Verma , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1991 . Relationships among the rib regions of Salmonella serovars A, B, and D . J. Bacteriol. 173 : 4814 - 4819 .

Lfideritz O. 0. Westphal A. M. Staub and H. Nikaido. 1971. Isolation and chemical and immunological characterization of bacterial lipopolysaccharides p. 145-233. In G. Weinbaum S. Kadis and S. J. Ajl (ed.) Microbial toxins vol. 4. Academic Press Inc. New York.

MakelA P. H. and B. A. D. Stocker. 1984. Genetics of lipopolysaccharide p. 59-137. In E. T. Rietschel (ed.) Handbook of endotoxin vol. I. Elsevier Science Publishers Amsterdam.

Maniatis T. E. F. Fritsch and J. Sambrook. 1982. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press Cold Spring Harbor N.Y.

Matsuhashi , S. , M. Matsuhashi , and J. L. Strominger . 1966 . Enzymatic synthesis of cytidine diphosphate 3,6 dideoxyhexoses. I. Overall reactions . J. Biol. Chem. 241 : 4267 - 4274 .

Miyamoto , K. , K. Nakahigashi , K. Nishimura , and H. Inokuchi . 1991 . Isolation and characterization of visible light-sensitive mutants of Escherichia coli K12 . J. Mol. Biol. 219 : 393 - 398 .

Nikaido , H. , M. Levinthal , K. Nikaido , and K. Nakane . 1967 . Extended deletions in the histidine-rough-B region of the Salmonella chromosome . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 57 : 1825 - 1832 .

Norrander , J. , T. Kempe , and J. Messing . 1983 . Construction of improved M13 vectors using oligonucleotide-directed mutagenesis . Gene 26 : 101 - 106 .

O'Neill , M. C. 1989 . Consensus methods for finding and ranking DNA binding sites-application to Escherichia coli promoters . J. Mol. Biol. 207 : 301 - 310 .

O'Neill , M. C. , and F. Chiafari . 1989 . Escherichia coli promoters. II. A spacing class-dependent promoter search protocol . J. Biol. Chem. 264 : 5531 - 5534 .

Rossman M. G. A. liljas C. I. Brenden and L. J. Banaszak. 1975. Evolutionary and structural relationships among dehydrogenases p. 61-102. In P. D. Boyer (ed.) The enzymes 3rd ed. Academic Press Inc. New York.

Samuelsson , K. , B. Lindberg , and R. R. Brubaker . 1974 . Structure of 0-specific side chains of lipopolysaccharides from Yersinia pseudotuberculosis . J. Bacteriol. 117 : 1010 - 1016 .

Sanderson , K. E. , and J. R. Roth . 1988 . Linkage map of Salmonella typhimunium, edition VII . Microbiol. Rev. 52 : 485 - 532 .

Sanger , F. , S. Nicklen , and A. R. Coulson . 1977 . DNA sequencing with chain-terminating inhibitors . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 : 5463 - 5467 .

Selander , R. K. , D. A. Caugant , H. Ochman , J. M. Musser , M. N. Gilmour , and T. S. Whittam . 1986 . Methods of multilocus enzyme electrophoresis for bacterial population genetics and systematics . Appl. Environ. Microbiol. 51 : 873 - 884 .

Shepherd , J. C. W. 1981 . Method to determine the reading frame of a protein from the purine/pyrimidine genome sequence and if possible evolutionary justification . Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78 : 1596 - 1600 .

Staden , R. 1982 . Automation of the computer handling of gel reading data produced by the shotgun method of DNA sequencing . Nucleic Acids Res. 10 : 4731 - 4751 .

Staden , R. 1984 . Computer methods to locate signals in nucleic acid sequences . Nucleic Acids Res. 12 : 505 - 519 .

Staden , R. 1986 . The current status and portability of our sequence handling software . Nucleic Acids Res. 14 : 217 - 231 .

Stormo , G. D. , T. D. Schneider , and L. Gold . 1982 . Characterization of translational initiation sites in E. coli . Nucleic Acids Res. 10 : 2971 - 2996 .

Sueoka , N. 1988 . Directional mutation pressure and neutral molecular evolution . Proc. Natd. Acad. Sci. USA 85 : 2653 - 2657 .

Verma , N. K. , N. B. Quigley , and P. R. Reeves . 1988 . O-antigen variation in Salmonella spp.: rfb gene clusters of three strains . J. Bacteriol. 170 : 103 - 107 .

Verma , N. , and P. Reeves . 1989 . Identification and sequence of rfbS and rfbE, which determine antigenic specificity of group A and group D salmonellae . J. Bacteriol. 171 : 5694 - 5701 .

Vieira , J. , and J. Messing . 1987 . Production of single-stranded plasmid DNA . Methods Enzymol. 153 : 3 - 11 .

Wang , L. , L. K. Romana , and P. R. Reeves . 1992 . Molecular analysis of a Salmonella enterica group El rib gene cluster: 0 antigen and the genetic basis of the major polymorphism . Genetics 130 : 429 - 443 .

Weigel , T. M. , L. Liu , and H. Liu . 1992 . Mechanistic studies of the biosynthesis of 3,6-dideoxyhexoses in Yersinia pseudotuberculosis: purification and characterization of CDP-4-keto-6- deoXy-D-glucose-3-dehydrase . Biochemistry 31 : 2129 - 2139 .

Wyk , P. , and P. Reeves . 1989 . Identification and sequence of the gene for abequose synthase, which confers antigenic specificity on group B salmonellae: homology with galactose epimerase . J. Bacteriol. 171 : 5687 - 5693 .

Yanisch-Perron , C. , J. Vieira , and J. Messing . 1985 . Improved M13 phage cloning vectors and host strains: nucleotide se- quences of the M13mpl 8 and pUC19 vectors . Gene 33 : 103 - 119 .