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Diaminopimelic Acid Amidation in Corynebacteriales: NEW INSIGHTS INTO THE ROLE OF LtsA IN PEPTIDOGLYCAN MODIFICATION

Authors :
Levefaudes, Marjorie
Patin, Delphine
de Sousa-d'Auria, Célia
Chami, Mohamed
Blanot, Didier
Hervé, Mireille
Arthur, Michel
Houssin, Christine
Mengin-Lecreulx, Dominique
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biologie Moléculaire des Corynébactéries et Mycobactéries (CORYNE)
Département Microbiologie (Dpt Microbio)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Enveloppes Bactériennes et Antibiotiques (ENVBAC)
Center for Cellular Imaging and NanoAnalytics
Biozentrum [Basel, Suisse]
University of Basel (Unibas)-University of Basel (Unibas)
Centre de Recherche des Cordeliers (CRC)
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Biologie Moléculaire des Corynébactéries et Mycobactéries ( CORYNE )
Département Microbiologie ( Dpt Microbio )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Enveloppes Bactériennes et Antibiotiques ( ENVBAC )
Biozentrum - University of Basel
Centre de Recherche des Cordeliers ( CRC )
Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM )
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 )
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Source :
Journal of Biological Chemistry, Journal of Biological Chemistry, American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 2015, 290 (21), pp.13079-94. ⟨10.1074/jbc.M115.642843⟩, Journal of Biological Chemistry, American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 2015, 290 (21), pp.13079-94. 〈10.1074/jbc.M115.642843〉, Journal of Biological Chemistry, 2015, 290 (21), pp.13079-94. ⟨10.1074/jbc.M115.642843⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; A gene named ltsA was earlier identified in Rhodococcus and Corynebacterium species while screening for mutations leading to increased cell susceptibility to lysozyme. The encoded protein belonged to a huge family of glutamine amidotransferases whose members catalyze amide nitrogen transfer from glutamine to various specific acceptor substrates. We here describe detailed physiological and biochemical investigations demonstrating the specific role of LtsA protein from Corynebacterium glutamicum (LtsACg) in the modification by amidation of cell wall peptidoglycan diaminopimelic acid (DAP) residues. A morphologically altered but viable ΔltsA mutant was generated, which displays a high susceptibility to lysozyme and β-lactam antibiotics. Analysis of its peptidoglycan structure revealed a total loss of DAP amidation, a modification that was found in 80% of DAP residues in the wild-type polymer. The cell peptidoglycan content and cross-linking were otherwise not modified in the mutant. Heterologous expression of LtsACg in Escherichia coli yielded a massive and toxic incorporation of amidated DAP into the peptidoglycan that ultimately led to cell lysis. In vitro assays confirmed the amidotransferase activity of LtsACg and showed that this enzyme used the peptidoglycan lipid intermediates I and II but not, or only marginally, the UDP-MurNAc pentapeptide nucleotide precursor as acceptor substrates. As is generally the case for glutamine amidotransferases, either glutamine or NH4(+) could serve as the donor substrate for LtsACg. The enzyme did not amidate tripeptide- and tetrapeptide-truncated versions of lipid I, indicating a strict specificity for a pentapeptide chain length.

Details

Language :
English
ISSN :
00219258 and 1083351X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Biological Chemistry, Journal of Biological Chemistry, American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 2015, 290 (21), pp.13079-94. ⟨10.1074/jbc.M115.642843⟩, Journal of Biological Chemistry, American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 2015, 290 (21), pp.13079-94. 〈10.1074/jbc.M115.642843〉, Journal of Biological Chemistry, 2015, 290 (21), pp.13079-94. ⟨10.1074/jbc.M115.642843⟩
Accession number :
edsair.pmid.dedup....338dcc89594bd051db3a9f48fcc834b3