Сотрудники лаборатории "Прикладная геномика" опубликовали статью «Structural and genetic characterization of the colitose-containing O-specific polysaccharide from the lipopolysaccharide of Herbaspirillum frisingense GSF30T» в журнале International Journal of Biological Macromolecules
Антигены грамотрицательных бактерий ー это структуры липополисахаридно-белковой природы, необходимые бактериям для взаимодействия с окружающим миром. Так, они играют ключевую роль во взаимодействии бактерий с иммунной системой человека, а также в формировании симбиозов с растениями. Одной из разновидностей антигенов является соматический антиген, называемый также О-антигеном. Основываясь на особенностях его структуры, бактерии классифицируют на штаммы. В бактериальном геноме гены, отвечающие за синтез сложной структуры О-антигена, располагаются рядом, формируя генные опероны, что дает им возможность транскрибироваться совместно. Такая организация дает возможность предположить, что гены в одном опероне могут быть функционально связаны.
Задача исследователей заключалась в поиске, описании и аннотации таких оперонов в геноме диазотрофной бактерии Herbaspirillum frisingense на основании уже известных оперонов О-антигенов кишечной палочки и сальмонеллы. Было обнаружено, что опероны О-антигенов имеют сходную структуру не только между патогенными и не патогенными штаммами бактерий-представителей разных родов, но и между бактериями растений и животных. Тем не менее структура бактериального О-антигена Herbaspirillum spp. оказалась уникальной и ранее не описанной. Исследование было проведено совместно с коллегами из Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН и Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г.Б. Елякова Дальневосточного Отделения РАН.
Abstract
The lipopolysaccharide (LPS) of Herbaspirillum frisingense GSF30T (HfGSF30), a non-pathogenic diazotrophic endobiont, was isolated by phenol-water extraction from bacterial cells and was characterized by chemical analyses and SDS PAGE. The O-specific polysaccharide (OPS, O-antigen), obtained by mild acid hydrolysis of the LPS, was examined by sugar and methylation analysis, along with 1H and 13C NMR spectroscopy, including 2D 1H,1H COSY, 1H,1H TOCSY, 1H,1H ROESY, 1H,13C HSQC, and 1H,13C HMBC experiments. The OPS was found to consist of branched tetrasaccharide repeating units of the following structure:
This structure is unique among the known bacterial polysaccharide structures. Analysis of the HfGSF30 genome showed that it contained a set of sequentially arranged operons (presumably a cluster of genes) associated with the O-antigen. Amino acid sequence analysis using the BLAST program demonstrated the specificity of this putative cluster for Herbaspirillum spp. The genes responsible for the biosynthesis of the OPS of HfGSF30 were dispersed in the genome, constituting small operons. A putative O-antigen gene cluster of HfGSF30 was identified and found to be consistent with the OPS structure.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.06.093
Read Full: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813020335339?via%3Dihub