DmeRF system is required for nickel and cobalt resistance in Rhizobium leguminosarum bv. viciae.

A member of the Cation Diffusion Facilitator (CDF) family with high sequence similarity to DmeF (Divalent metal efflux) from Cupridavirus metallidurans was identified in Rhizobium leguminosarum bv. viciae UPM1137. The R. leguminosarum dmeF mutant strain was highly sensitive to Co2+ and moderately sensitive to Ni2+, but its tolerance to other metals such as Zn2+, Cu2+ or Mn2+ was unaffected. An open reading frame located upstream of R. leguminosarum dmeF, designated dmeR, encodes a protein homologous to the nickel and cobalt regulator RcnR from E.coli. Expression of the dmeRF operon was induced by nickel and cobalt ions in free-living cells, likely by alleviating DmeR-mediated transcriptional repression of the operon

Identificación y caracterización funcional de sistemas génicos implicados en la homeostasis de níquel en Rhizobium leguminosarum bv. viciae

La homeostasis de metales como níquel, cobalto, cobre o zinc es un proceso delicado en procariotas. Estos metales de transición son, por un lado imprescindibles para el mantenimiento del metabolismo celular, pero por otro muy tóxicos a elevadas concentraciones. Por este motivo, los microorganismos han desarrollado mecanismos para regular su concentración intracelular, tales como bombas de flujo de metales, secuestradores intra y extracelulares o enzimas detoxificadoras

Core fucosylation mediated by the FucT-8 enzyme affects TRAIL-induced apoptosis and sensitivity to chemotherapy in human SW480 and SW620 colorectal cancer cells

Epithelial cells can undergo apoptosis by manipulating the balance between pro-survival and apoptotic signals. In this work, we show that TRAIL-induced apoptosis can be differentially regulated by the expression of α(1,6)fucosyltransferase (FucT-8), the only enzyme in mammals that transfers the α(1,6)fucose residue to the pentasaccharide core of complex N-glycans. Specifically, in the cellular model of colorectal cancer (CRC) progression formed using the human syngeneic lines SW480 and SW620, knockdown of the FucT-8-encoding FUT8 gene significantly enhanced TRAIL-induced apoptosis in SW480 cells. However, FUT8 repression did not affect SW620 cells, which suggests that core fucosylation differentiates TRAIL-sensitive premetastatic SW480 cells from TRAIL-resistant metastatic SW620 cells. In this regard, we provide evidence that phosphorylation of ERK1/2 kinases can dynamically regulate TRAIL-dependent apoptosis and that core fucosylation can control the ERK/MAPK pro-survival pathway in which SW480 and SW620 cells participate. Moreover, the depletion of core fucosylation sensitises primary tumour SW480 cells to the combination of TRAIL and low doses of 5-FU, oxaliplatin, irinotecan, or mitomycin C. In contrast, a combination of TRAIL and oxaliplatin, irinotecan, or bevacizumab reinforces resistance of FUT8-knockdown metastatic SW620 cells to apoptosis. Consequently, FucT-8 could be a plausible target for increasing apoptosis and drug response in early CRC.Ministerio de Educación y Ciencia | Ref. AP-FPU12/03662Xunta de Galicia | Ref. Contrato-Programa de Consolidación de Unidades de Investigación Competitivas, CN 2011/024Xunta de Galicia | Ref. Contrato-Programa de Consolidación de Grupos de Referencia Competitiva, GRC 2014/01

Functional characterization of Rhizobium leguminosarum bv. viciae DmeRF, a cation diffusion facilitator system involved in nickel and cobalt resistance

In prokaryotes, nickel is an essential element participating in the structure of enzymes involved in multiple cellular processes. Nickel transport is a challenge for microorganisms since, although essential, high levels of this metal inside the cell are toxic. For this reason, bacteria have developed high-affinity nickel transporters as well as nickel-specific detoxification systems. Ultramafic soils, and soils contaminated with heavy metals are excellent sources of nickel resistant bacteria. Molecular analysis of strains isolated in the habitats has revealed novel genetic systems involved in adaptation to such hostile conditions

Identificación y análisis funcional de genes implicados en la homeostasis de níquel en la bacteria endosimbiótica de leguminosas Rhizobium leguminosarum

La asociación Rhizobium-leguminosa constituye una interacción planta-microorganismo particularmente beneficiosa a nivel medioambiental debido a su capacidad promotora del crecimiento vegetal en condiciones de deficiencia de nitrógeno. Se ha demostrado que una excesiva concentración de metales pesados en el suelo afecta negativamente la competitividad bacteriana y al desarrollo de interacciones diazotróficas eficientes (Chaudri et al., 2000; Pereira et al., 2006). Por otro lado, el suministro de metales como Fe, Mo, Ni o Cu es fundamental para la biosíntesis de enzimas bacterianas relacionadas con el proceso de fijación de nitrógeno que ocurre en el interior de los nódulos de las leguminosas (Moreau et al., 1995). Con objeto de identificar sistemas génicos implicados en la homeostasis de níquel en bacterias endosimbióticas, se ha llevado a cabo una mutagénesis mediante inserción aleatoria de un minitransposón derivado de Tn5 en Rhizobium leguminosarum bv. viciae UPM1137, una cepa capaz de resistir elevadas concentraciones de níquel y cobalto. Como resultado de esta mutagénesis se han obtenido 14 mutantes incapaces de crecer en medios suplementados con NiCl2. La localización de la inserción en estos mutantes muestra que una elevada proporción de los genes afectados codifican proteínas de membrana o proteínas secretadas. En paralelo, se ha obtenido la secuencia del genoma de la cepa UPM1137, lo que permite realizar estudios in silico comparando los genomas disponibles de varias cepas de R. leguminosarum bv. viciae, que presentan una menor sensibilidad a metales. El análisis bioinformático de los genomas secuenciados y la caracterización fenotípica de los mutantes obtenidos permitirá identificar potenciales sistemas de resistencia y su contribución a la homeostasis de metales

Identification and functional characterization of Rhizobium leguminosarum bv. viciae genetic systems involved in nickel homeostasis.

A collection of Rhizobium leguminosarum bv. viciae strains isolated from ultramafic and contaminated soils in Italy and Germany, respectively, was analyzed for resistance to nickel and cobalt ions. These assays led to the identification of strain UPM1137, which is able to grow at high concentrations of nickel and cobalt. In order to identify genetic systems involved in the homeostasis to these metals, a random mutagenesis was carried out in UPM1137 by inserting a Tn5-derivative minitransposon. As a result 4313 transconjugants were obtained, being 39 of them (0.90%) unable to grow at 1.5 mM NiCl2. The identification of the transposon insertion site in these mutants showed that the disrupted genes encode proteins belonging to different functional categories, where the secreted and membrane proteins were the most numerous. The analysis of heavy metal resistance and phenotypes in symbiotic and free –living cells will define the contribution of these genes to metal homeostasis

Action of Silybum marianum (L.) Gaertn Peptidases on bovine caseins

Las caseinas (CN) constituyen el 80% de las proteinas totales de la leche, siendo alfas1, alfas2, beta y kappa las cuatro fracciones mayoritarias. La función principal de las CN es nutritiva y los peptidos derivados de las mismas tienen interesantes aplicaciones como suplementos dietarios y en preparaciones farmaceuticas. Las CN totales fueron obtenidas a partir de leche bovina comercial por precipitacion isoeletrica y purificadas mediante cromatografia de intercambio anionico (FPLC) utilizando DEAE-Sepharose FF a pH 7,0. Las fracciones alfa y beta CN purificadas fueron hidrolizadas empleando aspartilendopeptidasas de flores de Silybum marianum y con cuajo bovino comercial. Tanto las CN como los peptidos obtenidos fueron analizados por electroforesis SDS Tricina PAGE y densitograma. Los perfiles hidroliticos mostraron una actividad diferencial y especifica con la preparacion enzimatica de S. marianum, sin proteolisis excesiva. En base a estos resultados, esta preparacion enzimatica podria ser empleada para la obtencion de nutraceuticos o como sustituto de rennet comercial.Bovine milk contains four main types of casein (CN), αs1, αs2, β, and κ, constituting 80% of total protein milk. The main function of CN is nutritious and peptides derived from them have interesting applications as dietary supplements and pharmaceutical preparations. In the present work whole CN were obtaining from commercial bovine milk by isoelectric precipitation and were subsequently purified by anion exchange chromatography (FPLC) with DEAE Sepharose FF media, pH 7.0. α and β CN fractions purified were hydrolysed with aspartylendopeptidases from flowers of Silybum marianum and with commercial rennet. Both the CN as the peptides obtained were analyzed by electrophoresis (Tricine SDS PAGE) and densitograms. Hydrolytic profiles showed a differential and specific activity for the S. marianum enzymatic preparation without excessive proteolysis. Based on these results the enzymatic preparation could be advantageously for obtaining nutraceuticals or as a substitute for commercial rennet.Fil: Rusconi, Maria Elina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; ArgentinaFil: Priolo, Nora Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; ArgentinaFil: Lopez, Laura Maria Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; ArgentinaFil: Vairo Cavalli, Sandra Elizabeth. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Identification and analysis of a nickel-inducible cation diffusion facilitator-NiCoT combined system in Rhizobium leguminosarum bv. viciae

Nickel, like other transition metals, can be toxic to cells even at moderate concentration (low microM range) by displacing essential metals from their native binding sites or by generating reactive oxygen species that cause oxidative DNA damage. For this reason, cells have evolved mechanisms to deal with excess nickel. Efflux systems include members of the Resistance-Nodulation-cell Division (RND) protein family, P-type ATPases, cation diffusion facilitators (CDF) and other resistance factors. Nickel-specific exporters have been characterized in Cupravidus metallidurans, Helicobacter pylori, Achromobacter xylosoxidans, Serratia marcenses and Escherichia coli

Characterization of the proteolytic system present in Vasconcellea quercifolia latex

Vasconcellea quercifolia (Caricaceae) latex contains several cysteine endopeptidases with high proteolytic activity. Cysteine endopeptidases are the main active compounds used by the plant as a defense mechanism. A proteolytic preparation from V. quercifolia ("oak leaved papaya") latex was purified by cation exchange chromatography. From SDS-PAGE and blotting of the selected fractions, the N-terminal amino acid sequences of polypeptides were determined by Edman's degradation. The analysis by peptide mass fingerprinting (PMF) of the enzymes allowed their characterization and confirmed the presence of seven different cysteine proteinases in the latex of V. quercifolia. Moreover, the comparison between the tryptic maps with those deposited in databases using the MASCOT tool showed that none of the isolated proteases matched with another plant protease. Notably, a propeptidase was detected in the plant latex, which is being the first report in this sense. Furthermore, the cDNA of one of the cysteine proteases that is expressed in the latex of V. quercifolia was cloned and sequenced. The consensus sequence was aligned using the ClustalX web server, which allowed detecting a high degree of identity with cysteine proteases of the Caricaceae family and establishing the evolutionary relationship between them. We also observed a high conservation degree for those amino acid residues which are essential for the catalytic activity and tridimensional structure of the plant proteases belonging to the subfamily C1A. The PMF analysis strongly suggests that the sequence obtained corresponds to the VQ-III peptidase.Fil: Torres, María José. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; ArgentinaFil: Trejo, Sebastian Alejandro. Universitat Autònoma de Barcelona; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Obregon, Walter David. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Avilés, Francesc Xavier. Universitat Autònoma de Barcelona; EspañaFil: Lopez, Laura Maria Isabel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Industrial. Centro de Investigación y Desarrollo del Cuero. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Centíficas. Centro de Investigación y Desarrollo del Cuero; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Natalucci, Claudia Luisa. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales; Argentin

Aislamiento y caracterización de bacterias endosimbióticas procedentes de suelos contaminados por cobre en Chile

El uso intensivo de compuestos de cobre como herbicidas y fungicidas provoca la contaminación de suelos de uso agrícola debido a la acumulación de este metal en las capas más superficiales del suelo. Se sabe que la presencia de cobre y otros metales pesados afecta negativamente a las interacciones simbióticas que se establecen entre bacterias diazotróficas de los géneros Rhizobium, Sinorhizobium y Bradyrhizobium y leguminosas de interés agrícola (Laguerre et al., 2006). El objetivo de este trabajo es estudiar la diversidad de cepas endosimbióticas de leguminosas en suelos agrícolas chilenos que presentan un elevado contenido en cobre como resultado de la contaminación con residuos de extracciones mineras. Además, se pretende caracterizar el nivel de resistencia a cobre en las cepas aisladas con objeto de identificar aquellas altamente eficientes que puedan ser utilizadas como inoculantes microbianos. Para ello, se han prospectado 9 suelos agrícolas de las regiones III, V y VI de Chile con contenidos muy variables de metales. Utilizando estos suelos como inóculos de plantas trampa de leguminosas se ha obtenido una colección de 362 cepas aisladas de nódulos de guisante (Pisum sativum), judía (Phaseolus vulgaris) y alfalfa (Medicago sativa). Los análisis filogenéticos y los ensayos de resistencia a cobre realizados han permitido caracterizar y seleccionar aquellas cepas con mayores niveles de resistencia a este metal. Los resultados demuestran que los suelos altamente contaminados por cobre poseen una menor diversidad de bacterias endosimbióticas; las cepas más resistentes han sido aisladas de los suelos con niveles de contaminación intermedia. Los análisis fenotípicos y moleculares realizados sobre las cepas más resistentes han demostrado la existencia de sistemas de resistencia a cobre inducibles por este metal y potencialmente implicados en su homeostasis