Characterization of 16S rRNA Processing with Pre-30S Subunit Assembly Intermediates from E. coli

2018 ◽  
Vol 430 (12) ◽  
pp. 1745-1759 ◽  
Author(s):  
Brian A. Smith ◽  
Neha Gupta ◽  
Kevin Denny ◽  
Gloria M. Culver
Keyword(s):  
16S Rrna ◽  
Rrna Processing ◽  
Subunit Assembly ◽  
E Coli ◽  
30S Subunit

Protein-induced conformational changes in 16S rRNA during assembly of the Escherichia Coli 30S ribosomal subunit: A STEM study

1987 ◽  
Vol 45 ◽  
pp. 910-911
Author(s):  
M. Boublik ◽  
V. Mandiyan ◽  
J.F. Hainfeld ◽  
J.S. Wall
Keyword(s):  
16S Rrna ◽  
Conformational Changes ◽  
Ribosomal Proteins ◽  
Structural Changes ◽  
Ribosomal Subunit ◽  
Compact Structure ◽  
E Coli ◽  
Freeze Dried ◽  
16S Rna ◽  
30S Subunit

The aim of this study is to understand the mechanism of 16S rRNA folding into the compact structure of the small 30S subunit of E. coli ribosome. The assembly of the 30S E. coli ribosomal subunit is a sequence of specific interactions of 16S rRNA with 21 ribosomal proteins (S1-S21). Using dedicated high resolution STEM we have monitored structural changes induced in 16S rRNA by the proteins S4, S8, S15 and S20 which are involved in the initial steps of 30S subunit assembly. S4 is the first protein to bind directly and stoichiometrically to 16S rRNA. Direct binding also occurs individually between 16S RNA and S8 and S15. However, binding of S20 requires the presence of S4 and S8. The RNA-protein complexes are prepared by the standard reconstitution procedure, dialyzed against 60 mM KCl, 2 mM Mg(OAc)2, 10 mM-Hepes-KOH pH 7.5 (Buffer A), freeze-dried and observed unstained in dark field at -160°.

Functional and Structural Characterization of Acquired Pan-Aminoglycoside Resistance 16S rRNA Methyltransferase NpmB1

2021 ◽  
Author(s):  
Akito Kawai ◽  
Masahiro Suzuki ◽  
Kentaro Tsukamoto ◽  
Yusuke Minato ◽  
Yohei Doi
Keyword(s):  
Amino Acid ◽  
16S Rrna ◽  
Amino Acid Identity ◽  
Single Amino Acid ◽  
Aminoglycoside Resistance ◽  
E Coli ◽  
The United Kingdom ◽  
Amino Acid Variant ◽  
A Site

Post-translational methylation of the A site of 16S rRNA at position A1408 leads to pan-aminoglycoside resistance encompassing both 4,5- and 4,6-disubstituted 2-deoxystreptamine (DOS) aminoglycosides. To date, NpmA is the only acquired enzyme with such function. Here, we present function and structure of NpmB1 whose sequence was identified in Escherichia coli genomes registered from the United Kingdom. NpmB1 possesses 40% amino acid identity with NpmA1 and confers resistance to all clinically relevant aminoglycosides including 4,5-DOS agents. Phylogenetic analysis of NpmB1 and NpmB2, its single amino acid variant, revealed that the encoding gene was likely acquired by E. coli from a soil bacterium. The structure of NpmB1 suggests that it requires a structural change of the β6/7 linker in order to bind to 16S rRNA. These findings establish NpmB1 and NpmB2 as the second group of acquired pan-aminoglycoside resistance 16S rRNA methyltransferases.

scholarly journals Sinorhizobium meliloti YbeY is a zinc-dependent single-strand specific endoribonuclease that plays an important role in 16S ribosomal RNA processing

2019 ◽  
Vol 48 (1) ◽  
pp. 332-348 ◽  
Author(s):  
Vignesh M P Babu ◽  
Siva Sankari ◽  
James A Budnick ◽  
Clayton C Caswell ◽  
Graham C Walker
Keyword(s):  
16S Rrna ◽  
Metal Ion ◽  
Sinorhizobium Meliloti ◽  
Single Strand ◽  
Rrna Processing ◽  
E Coli ◽  
Gamma Proteobacteria ◽  
Ribosomal Rna Processing ◽  
Alpha Proteobacteria ◽  
Endoribonuclease Activity

Abstract Single-strand specific endoribonuclease YbeY has been shown to play an important role in the processing of the 3′ end of the 16S rRNA in Escherichia coli. Lack of YbeY results in the accumulation of the 17S rRNA precursor. In contrast to a previous report, we show that Sinorhizobium meliloti YbeY exhibits endoribonuclease activity on single-stranded RNA substrate but not on the double-stranded substrate. This study also identifies the previously unknown metal ion involved in YbeY function to be Zn2+ and shows that the activity of YbeY is enhanced when the occupancy of zinc is increased. We have identified a pre-16S rRNA precursor that accumulates in the S. meliloti ΔybeY strain. We also show that ΔybeY mutant of Brucella abortus, a mammalian pathogen, also accumulates a similar pre-16S rRNA. The pre-16S species is longer in alpha-proteobacteria than in gamma-proteobacteria. We demonstrate that the YbeY from E. coli and S. meliloti can reciprocally complement the rRNA processing defect in a ΔybeY mutant of the other organism. These results establish YbeY as a zinc-dependent single-strand specific endoribonuclease that functions in 16S rRNA processing in both alpha- and gamma-proteobacteria.

Study and characterization of enzymes and metabolic pathways involved in the decomposition of lignin and lignin-derived compounds

2020 ◽  
Author(s):  
Δάφνη Γεωργιάδου
Keyword(s):  
16S Rrna ◽  
Metabolic Pathways ◽  
Brilliant Blue ◽  
Pseudomonas Sp ◽  
E Coli ◽  
Remazol Brilliant Blue R

Η λιγνινοκυτταρινούχος βιομάζα αποτελεί μία άφθονη και ανανεώσιμη πηγή ανηγμένου άνθρακα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή βιοκαυσίμων και χημικών τα οποία μέχρι σήμερα παράγονται από το πετρέλαιο. Στα πλαίσια ενός βιοδιυλιστηρίου δεύτερης γενιάς το λιγνινοκυτταρινούχο φυτικό υλικό υπόκειται αρχικά σε προκατεργασία προκειμένου να απομακρυνθεί η λιγνίνη και να αποκτήσουν τα υδρολυτικά ένζυμα πρόσβαση στους πολυσακχαρίτες του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος. Τα υδρολυτικά ένζυμα απελευθερώνουν σάκχαρα τα οποία στη συνέχεια ζυμώνονται από μικροοργανισμούς, προς παραγωγή βιοκαυσίμων και χημικών. Έως σήμερα, η λιγνίνη που απομακρύνεται παραμένει σε μεγάλο ποσοστό ανεκμετάλλευτη, ενώ τα μυκητιακής φύσεως υδρολυτικά ένζυμα που χρησιμοποιούνται, έχουν αυξημένο κόστος παραγωγής και παρουσιάζουν χαμηλή σταθερότητα στις αντίξοες συνθήκες ενός βιοδιυλιστηρίου. Η χρήση βακτηρίων που διαθέτουν μεταβολικά μονοπάτια αποικοδόμησης της λιγνίνης και των παραγώγων της αλλά και η χρήση εξειδικευμένων βακτηριακών ενζύμων διάσπασης της λιγνίνης αποτελούν εναλλακτικές μεθόδους αξιοποίησης της λιγνίνης προς την κατεύθυνση της παραγωγής προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Η χρήση βακτηριακών υδρολυτικών ενζύμων έχει επίσης προταθεί ως εναλλακτική της χρήσης των μυκητιακών, εξαιτίας του χαμηλότερου κόστους παραγωγής των βακτηριακών ενζύμων και της υψηλότερης σταθερότητάς τους σε υψηλές θερμοκρασίες και ακραίες τιμές pH. Ο στόχος αυτής της διατριβής είναι η ανεύρεση νέων βακτηρίων και ενζύμων με ικανότητα αποικοδόμησης της λιγνίνης, η μελέτη του μηχανισμού της βακτηριακής διάσπασης της λιγνίνης και των αρωματικών μονομερών της, και η εξεύρεση βακτηριακών ενζύμων που υδρολύουν την κυτταρίνη και τις ημικυτταρίνες. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας αναμένεται να βοηθήσουν την προσπάθεια σχεδιασμού αποτελεσματικών μικροβιακών και ενζυμικών βιοκαταλυτών και την εφαρμογή τους για την πλήρη αξιοποίηση της λιγνινοκυτταρινούχου βιομάζας. Για την απομόνωση αερόβιων, μεσόφιλων βακτηρίων με ικανότητα διάσπασης των συστατικών της λιγνινοκυτταρίνης, χρησιμοποιήθηκαν πέντε επιφανειακά εδαφικά δείγματα της περιοχής Λίμνη Κεριού, από το νησί της Ζακύνθου, τα οποία προστέθηκαν σε καλλιέργειες εμπλουτισμού με μοναδικές πηγές άνθρακα και ενέργειας τη λιγνίνη organosolv, την ξυλάνη σημύδας ή την άμορφη κυτταρίνη CMC. Η περιοχή του Κεριού αποτελεί ένα ιδιαίτερο ενδιαίτημα όπου παρατηρείται εκτεταμένη αποικοδόμηση της φυτικής βιομάζας και κατά τόπους φυσική ανάβλυση πετρελαίου με διαπιστωμένα υψηλό ποσοστό αρωματικών υδρογονανθράκων. Από το σύνολο των πέντε εδαφικών δειγμάτων απομονώθηκαν 63 αμιγείς αποικίες, οι οποίες βάση του χαρακτηρισμού του 16S rRNA γονιδίου ανήκουν σε 24 διαφορετικά γένη. Ένα ευρύ φάσμα βακτηρίων που ανήκουν στο γένος Pseudomonas απομονώθηκαν από καλλιέργειες σε λιγνίνη organosolv, και ποικίλα στελέχη που ανήκουν στα φύλα Actinobacteria, Proteobacteria, Bacilli, Sphingobacteriia και Flavobacteria απομονώθηκαν από καλλιέργειες ξυλάνης και κυτταρίνης, με κυρίαρχα τα είδη του γένους Microbacterium. Για τη μελέτη ανάπτυξης των βακτηριακών στελεχών σε υποστρώματα λιγνίνης παρασκευάστηκαν υδρολύματα λιγνίνης από άχυρο καλαμποκιού και σιταριού, χρησιμοποιώντας μία ήπια αλκαλική μέθοδο προκατεργασίας. Παράλληλα, εξετάστηκε η ικανότητα ανάπτυξης των στελεχών σε εμπορικά σκευάσματα λιγνίνης organosolv και kraft λιγνίνης καθώς και σε πρότυπες μονομερείς και διμερείς αρωματικές ενώσεις λιγνίνης. Σημαντικός αριθμός στελεχών αναπτύχθηκαν στα υποστρώματα λιγνίνης από προκατεργασμένα αγροτικά υπολείμματα. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν το στέλεχος Pseudomonas kilonensis ZKA7 το οποίο είναι ικανό να αναπτύσσεται σε λιγνίνη από αλκαλικά προκατεργασμένο άχυρο καλαμποκιού και σιταριού, σε λιγνίνη organosolv, και στα αρωματικά μονομερή φερουλικό, καφεϊκό και βανιλλικό οξύ. Η ανάλυση με NMR πρωτονίων έδειξε ότι το στέλεχος αυτό επιφέρει δομικές αλλαγές στο υδρόλυμα λιγνίνης από προκατεργασμένο άχυρο καλαμποκιού, και συγκεκριμένα μείωση των κορυφών που αντιστοιχούν στα αρωματικά πρωτόνια. Επίσης, το στέλεχος Pseudomonas sp. ZKA12 είναι ικανό να μεταβολίζει μονομερή λιγνίνης τύπου G- και S-, όπως φερουλικό και συρινγκικό οξύ, και μπορεί να αποτελέσει τη βάση για το μελλοντικό σχεδιασμό ενός μικροοργανισμού που θα αποικοδομεί όλα τα δομικά συστατικά της λιγνίνης. Αρκετά στελέχη ήταν ικανά να αποικοδομούν τη CMC κυτταρίνη, την μικροκρυσταλλική κυτταρίνη Avicel και την ξυλάνη σημύδας σε αμιγείς καλλιέργειες, υποδηλώνοντας τη δράση ενδογλουκανασών, εξωγλουκανασών και ξυλανασών, ωστόσο από το σημείο αυτό και έπειτα η έρευνα επικεντρώθηκε στην μελέτη της διάσπασης της λιγνίνης. Τρία οξειδοαναγωγικά ένζυμα του στελέχους ΖΚΑ7 επιλέχθηκαν για τη διερεύνηση της λιγνινολυτικής και οξειδωτικής τους ικανότητας. Συγκεκριμένα, τα ένζυμα αυτά ήταν μία πολυοξειδάση χαλκού (Pk-CopA), μία υπεροξειδάση αποχρωματισμού χρωστικών τύπου Dyp (Pk-DypB) και μία καταλάση-υπεροξειδάση (Pk-katG). Οι ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες παρήχθησαν σε σύστημα υπερέκφρασης E. coli και ο καθαρισμός τους πραγματοποιήθηκε με χρωματογραφία συγγένειας και χρωματογραφία μοριακού αποκλεισμού. Η πρωτεΐνη Pk-CopA είχε χαρακτηριστικά λακκάσης και οξείδωσε τη λιγνίνη από αλκαλικά προκατεργασμένο άχυρο, παρουσία ABTS ως ενδιάμεσου μορίου. Επίσης, εμφάνισε ικανότητα οξείδωσης των αρωματικών μονομερών φερουλικό, καφεϊκό και συρινγκικό οξύ καθώς και της κατεχόλης. Η Pk-CopA είχε ενεργότητα σε ένα μεγαλύτερο εύρος pH σε σχέση με τις περισσότερες βακτηριακές λακκάσες, και επέδειξε υψηλή σταθερότητα σε θερμοκρασίες 60-70°C, και υψηλή σταθερότητα σε αλκαλικό pH, χαρακτηριστικά που καθιστούν το ένζυμο ικανό να αξιοποιηθεί σε διεργασίες ενός βιοδιυλιστηρίου. Η πρωτεΐνη Pk-DypB εμφάνισε άριστο pH δράσης στην όξινη περιοχή, αλλά σε μεγαλύτερη τιμή σε σύγκριση με χαρακτηρισμένες υπεροξειδάσες τύπου dyp, ωστόσο, η σταθερότητά της σε υψηλές θερμοκρασίες και αλκαλικό και όξινο pH ήταν χαμηλότερη από παρόμοια ένζυμα. Υπό τις εξεταζόμενες συνθήκες, δεν ανιχνεύτηκε οξειδωτική δράση έναντι της λιγνίνης που παρασκευάστηκε από αλκαλικά προκατεργασμένο άχυρο. Η πρωτεΐνη Pk-KatG είχε δράση καταλάσης και υπεροξειδάσης ενώ επέδειξε υψηλότερη συγγένεια και καταλυτική ικανότητα έναντι οργανικών υποστρωμάτων υπεροξειδασών , σε σχέση με το υπεροξείδιο υδρογόνου που αποτελεί φυσικό υπόστρωμα για τις καταλάσες. Η Pk-KatG οξείδωσε το πρότυπο αρωματικό υπόστρωμα syringaldazine και τη συνθετική χρωστική Remazol Brilliant Blue R, υποδηλώνοντας πιθανή λιγνινολυτική δράση του ενζύμου. Τέλος, η πρωτεομική ανάλυση του στελέχους Pseudomonas kilonensis ZKA7 έδειξε ότι τα γονίδια που εμπλέκονται σε περιφερειακά και κεντρικά μονοπάτια αποδόμησης αρωματικών μονομερών της λιγνίνης είναι μεταβολικά ενεργά και επάγονται παρουσία λιγνίνης από αλκαλικά προκατεργασμένο άχυρο. Επίσης, η πρωτεομική ανάλυση ανέδειξε την αυξορύθμιση γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεϊνικούς μεταφορείς, μεταγραφικούς παράγοντες, πρωτεΐνες απόκρισης στο οξειδωτικό στρες, οξειδωτικά ένζυμα και πρωτεΐνες άγνωστης έως τώρα λειτουργίας, των οποίων ο ρόλος αναμένεται να διερευνηθεί μέσα από περαιτέρω πειράματα.

scholarly journals CHARACTERIZATION OF LACTIC ACID BACTERIA AND ANTIMICROBIAL ACTIVITY IN SUI WU’U FROM BAJAWA DISTRICT, NUSA TENGGARA TIMUR, INDONESIA

2020 ◽  
pp. 44-49
Author(s):  
ROSALINA YULIANA AYEN ◽  
ENDANG KUSDIYANTINI ◽  
SRI PUJIYANTO
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
Staphylococcus Aureus ◽  
Antimicrobial Activity ◽  
Lactic Acid ◽  
Lactic Acid Bacteria ◽  
16S Rrna ◽  
Diffusion Method ◽  
E Coli ◽  
Query Cover

Objective: This research aimed to isolate, determine the characteristics of lactic acid bacteria (LAB) of Sui Wu’u from Bajawa, Nusa Tenggara Timur and identify LAB using 16S rRNA potential as antimicrobial activity against pathogenic bacteria. Methods: Sui Wu’u which has been stored for 6 months was obtained from Bajawa district, inoculated on de Man Rogosa-Sharpe Agar (Merck) + 0.5% CaCO3, purification of LAB, characterization of selected isolates, biochemical test, tolerance test for pH, viability to test temperature, and content NaCl, determination of antimicrobial action by the agar well disk diffusion method using antibiotic (Amoxicillin) as a control and as indicator bacteria (Staphylococcus aureus and Escherichia coli) and isolation of genomic 16S rRNA; molecular identification. Results: Based on research results obtained five isolates of LAB, Gram staining the LAB isolated from Sui Wu’u showed that the isolated bacteria (bacilli and coccus) are Gram-positive, catalase-negative and the isolates have tolerance of viability at temperatures of 10°C, 45°C, and 50°C and to salinitas of 4% and 6.5%. The inhibitory zone LAB isolates (2PKT) against E. coli bacteria (20 mm) and S. aureus (12 mm), and (2PKB) against E. coli bacteria (17 mm) and S. aureus (10 mm). The two selected isolates were identified as Lactobacillus fermentum strain HB bacteria with 100% identification value and 98.93% query cover and L. fermentum strain HT with 100% identification value and 99.23% query cover. Conclusion: L. fermentum from Sui Wu’u has antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

Genomic characterization of 16S rRNA methyltransferase-producing Escherichia coli isolates from the Parisian area, France

2020 ◽  
Vol 75 (7) ◽  
pp. 1726-1735 ◽  
Author(s):  
François Caméléna ◽  
Florence Morel ◽  
Manel Merimèche ◽  
Jean-Winoc Decousser ◽  
Hervé Jacquier ◽  
...  
Keyword(s):  
Escherichia Coli ◽  
16S Rrna ◽  
Genomic Diversity ◽  
Health Concern ◽  
M Gene ◽  
Genetic Environment ◽  
E Coli ◽  
Genomic Characterization ◽  
High Level

Abstract Background The resistance to all aminoglycosides (AGs) conferred by 16S rRNA methyltransferase enzymes (16S-RMTases) is a major public health concern. Objectives To characterize the resistance genotype, its genetic environment and plasmid support, and the phylogenetic relatedness of 16S-RMTase-producing Escherichia coli from France. Methods We screened 137 E. coli isolates resistant to all clinically relevant AGs from nine Parisian hospitals for 16S-RMTases. WGS was performed on clinical isolates with high-level AG resistance (MIC ≥256 mg/L) and their transformants. Results Thirty of the 137 AG-resistant E. coli produced 16S-RMTases: 11 ArmA, 18 RmtB and 1 RmtC. The 16S-RMTase producers were also resistant to third-generation cephalosporins (90% due to a blaCTX-M gene), co-trimoxazole, fluoroquinolones and carbapenems (blaNDM and blaVIM genes) in 97%, 83%, 70% and 10% of cases, respectively. Phylogenomic diversity was high in ArmA producers, with 10 different STs, but a similar genetic environment, with the Tn1548 transposon carried by a plasmid closely related to pCTX-M-3 in 6/11 isolates. Conversely, RmtB producers belonged to 12 STs, the most frequent being ST405 and ST complex (STc) 10 (four and four isolates, respectively). The rmtB gene was carried by IncF plasmids in 10 isolates and was found in different genetic environments. The rmtC gene was carried by the pNDM-US plasmid. Conclusions ArmA and RmtB are the predominant 16S-RMTases in France, but their spread follows two different patterns: (i) dissemination of a conserved genetic support carrying armA in E. coli with high levels of genomic diversity; and (ii) various genetic environments surrounding rmtB in clonally related E. coli.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document