hrvatski

Izoleucil-tRNA-sintetaza tipa 1 presudna je za sporulaciju i nastanak biofilmova u bakteriji Bacillus megaterium

Izoleucil-tRNA-sintetaza (IleRS) je stanični enzim koji katalizira kovalentno povezivanje aminokiseline izoleucin i molekule tRNAIle. Bakterije roda Bacillus imaju dva bitno različita gena ileS: ileS1 i ileS2. Filogenetske analize su pokazale da gen ileS1 slijedi filogeniju vrsta, dok se rasprostranjenost gena ileS2 među vrstama najbolje objašnjava horizontalnim prijenosom gena. Kako bi istražili zbog čega postoje dva gena ileS, kao modelni organizam koristili smo bakteriju Bacillus megaterium koja u genomu ima oba gena ileS. Kinetička analiza je pokazala da enzim BmIleRS2 ima 25 puta veći KM prema izoleucinu u odnosu na BmIleRS1, dok istovremeno ima 1000 puta veći Ki prema antibiotiku mupirocinu. Zanimljivo, mupirocin uspostavlja brzu ravnotežu i djeluje kao kompetitivni inhibitor enzima BmIleRS2, dok enzim BmIleRS1 pokazuje vremensku ovisnost inhibicije mupirocinom. Kako bi istražili da li su oba gena ileS esencijalna za preživljenje bakterije B. megaterium, napravljeni su sojevi bakterije koji u genomu nemaju gen za ileS1 (ΔileS1) odnosno ileS2 (ΔileS2). Fenotipska karakterizacija je pokazala da oba gena mogu poslužiti kao samostalni geni, međutim, u nedostatku gena ileS1 bakterija B. megaterium sporije raste, ne može efikasno sporulirati niti tvoriti biofilmove kao kad ima prisutan gen ileS1. Rezultati također pokazuju da je gen ileS1 glavni gen, dok je ekspresija gena ileS2 najvjerojatnije inducibilna te regulirana aminoacilacijskim stanjem tRNAIle. Ovi rezultati pokazuju da protein BmIleRS2, koji ima visoku rezistenciju prema antibiotiku mupirocinu, ipak ne može u potpunosti komplementirati protein BmIleRS1, koji je neophodan za bakteriju B. megaterium u stresnim uvjetima.

izoleucil-tRNA-sintetaza, Bacillus megaterium, mupirocin

nije evidentirano