amino acid catabolism in staphylococcus aureus and the function of carbon catabolite repression

تقويض الأحماض الأمينية في المكورات العنقودية الذهبية ووظيفة الكبح التقويضي للكربون

Clicks: 173
ID: 134672
2017
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #59 of 78 articles by views in synlett

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Staphylococcus aureus must rapidly adapt to a variety of carbon and nitrogen sources during invasion of a host. Within a staphylococcal abscess, preferred carbon sources such as glucose are limiting, suggesting that S. aureus survives through the catabolism of secondary carbon sources. S. aureus encodes pathways to catabolize multiple amino acids, including those that generate pyruvate, 2-oxoglutarate, and oxaloacetate. To assess amino acid catabolism, S. aureus JE2 and mutants were grown in complete defined medium containing 18 amino acids but lacking glucose (CDM). A mutation in the gudB gene, coding for glutamate dehydrogenase, which generates 2-oxoglutarate from glutamate, significantly reduced growth in CDM, suggesting that glutamate and those amino acids generating glutamate, particularly proline, serve as the major carbon source in this medium. Nuclear magnetic resonance (NMR) studies confirmed this supposition. Furthermore, a mutation in the ackA gene, coding for acetate kinase, also abrogated growth of JE2 in CDM, suggesting that ATP production from pyruvate-producing amino acids is also critical for growth. In addition, although a functional respiratory chain was absolutely required for growth, the oxygen consumption rate and intracellular ATP concentration were significantly lower during growth in CDM than during growth in glucose-containing media. Finally, transcriptional analyses demonstrated that expression levels of genes coding for the enzymes that synthesize glutamate from proline, arginine, and histidine are repressed by CcpA and carbon catabolite repression. These data show that pathways important for glutamate catabolism or ATP generation via Pta/AckA are important for growth in niches where glucose is not abundant, such as abscesses within skin and soft tissue infections.
يجب أن تتكيف المكورات العنقودية الذهبية (*Staphylococcus aureus*) بسرعة مع مجموعة متنوعة من مصادر الكربون والنيتروجين أثناء غزو العائل. وداخل الخراج العنقودي، تكون مصادر الكربون المفضلة مثل الجلوكوز شحيحة، مما يشير إلى أن المكورات العنقودية الذهبية تبقى على قيد الحياة من خلال تقويض مصادر الكربون الثانوية. وتُشفّر المكورات العنقودية الذهبية مسارات لتقويض العديد من الأحماض الأمينية، بما في ذلك تلك التي تُنتج البيروفات، و2-أوكسوجلوتارات، والأوكسالأسيتات. ولتقييم تقويض الأحماض الأمينية، نُمِّيَت سلالة المكورات العنقودية الذهبية JE2 وطفراتها في وسط محدد كامل يحتوي على 18 حمضاً أمينياً ولكنه يفتقر إلى الجلوكوز (CDM). أدت طفرة في جين *gudB*، المشفِّر لنازعة هيدروجين الجلوتامات (glutamate dehydrogenase) التي تُنتج 2-أوكسوجلوتارات من الجلوتامات، إلى انخفاض النمو انخفاضاً ملحوظاً في وسط CDM، مما يشير إلى أن الجلوتامات وتلك الأحماض الأمينية المولِّدة للجلوتامات، ولا سيما البرولين، تعمل كمصدر رئيسي للكربون في هذا الوسط. وقد أكدت دراسات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) هذا الافتراض. علاوة على ذلك، أدت طفرة في جين *ackA*، المشفِّر لكيناز الأسيتات (acetate kinase)، إلى تثبيط نمو السلالة JE2 في وسط CDM تماماً، مما يشير إلى أن إنتاج ATP من الأحماض الأمينية المُنتجة للبيروفات يُعد أمراً بالغ الأهمية للنمو أيضاً. وبالإضافة إلى ذلك، ورغم أن وجود سلسلة تنفسية وظيفية كان متطلباً حتمياً للنمو، فإن معدل استهلاك الأكسجين وتركيز ATP داخل الخلايا كانا أقل بكثير أثناء النمو في وسط CDM مقارنة بالنمو في الأوساط المحتوية على الجلوكوز. وأخيراً، أظهرت التحليلات النسخية أن مستويات التعبير عن الجينات المشفِّرة للإنزيمات التي تُخلِّق الجلوتامات من البرولين والأرجينين والهيستيدين تُكبح بواسطة البروتين CcpA والكبح التقويضي الكربوني (carbon catabolite repression). تُظهر هذه البيانات أن المسارات الحيوية لتقويض الجلوتامات أو توليد ATP عبر مسار Pta/AckA مهمة للنمو في البيئات الحيوية الدقيقة التي يندر فيها الجلوكوز، مثل الخراجات الناجمة عن عدوى الجلد والأنسجة الرخوة.
Reference Key
halsey2017mbioamino Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Cortney R. Halsey, Shulei Lei, Jacqueline K. Wax, Mckenzie K. Lehman, Austin S. Nuxoll, Laurey Steinke, Marat Sadykov, Robert Powers, Paul D. Fey, Anthony R. Richardson, Michael S. Gilmore
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal synlett
Year 2017
DOI
10.1128/mBio.01434-16
URL
http://mbio.asm.org/cgi/content/full/8/1/e01434-16
Keywords
Microbiology

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.