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Lhospice S, Gomez NO, Ouerdane L, Brutesco C, Ghssein G, Hajjar C, Liratni A, Wang S, Richaud P, Bleves S, Ball G, Borezée-Durant E, Lobinski R, Pignol D, Arnoux P, Voulhoux R. Pseudomonas aeruginosa zinc uptake in chelating environment is primarily mediated by the metallophore pseudopaline. Sci Rep 2017; 7:17132. [PMID: 29214991 PMCID: PMC5719457 DOI: 10.1038/s41598-017-16765-9] [Citation(s) in RCA: 84] [Impact Index Per Article: 12.0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/09/2017] [Accepted: 11/16/2017] [Indexed: 11/09/2022] Open
Abstract
Metal uptake is vital for all living organisms. In metal scarce conditions a common bacterial strategy consists in the biosynthesis of metallophores, their export in the extracellular medium and the recovery of a metal-metallophore complex through dedicated membrane transporters. Staphylopine is a recently described metallophore distantly related to plant nicotianamine that contributes to the broad-spectrum metal uptake capabilities of Staphylococcus aureus. Here we characterize a four-gene operon (PA4837-PA4834) in Pseudomonas aeruginosa involved in the biosynthesis and trafficking of a staphylopine-like metallophore named pseudopaline. Pseudopaline differs from staphylopine with regard to the stereochemistry of its histidine moiety associated with an alpha ketoglutarate moiety instead of pyruvate. In vivo, the pseudopaline operon is regulated by zinc through the Zur repressor. The pseudopaline system is involved in nickel uptake in poor media, and, most importantly, in zinc uptake in metal scarce conditions mimicking a chelating environment, thus reconciling the regulation of the cnt operon by zinc with its function as the main zinc importer under these metal scarce conditions.
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Affiliation(s)
- Sébastien Lhospice
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France
| | - Nicolas Oswaldo Gomez
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France
| | - Laurent Ouerdane
- Université de Pau et des Pays de l'Adour/CNRS, Laboratoire de Chimie Analytique Bio-inorganique et Environnement, IPREM-UMR5254, Hélioparc, 2, Avenue Angot, 64053, Pau, France
| | - Catherine Brutesco
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LBC, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, F-13108, France
| | - Ghassan Ghssein
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LBC, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, F-13108, France
| | - Christine Hajjar
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LBC, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, F-13108, France
| | - Ahmed Liratni
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France
| | - Shuanglong Wang
- Université de Pau et des Pays de l'Adour/CNRS, Laboratoire de Chimie Analytique Bio-inorganique et Environnement, IPREM-UMR5254, Hélioparc, 2, Avenue Angot, 64053, Pau, France
| | - Pierre Richaud
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LB3M, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez Durance, F-13108, France
| | - Sophie Bleves
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France
| | - Geneviève Ball
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France
| | - Elise Borezée-Durant
- Micalis Institute, INRA, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, 78350, Jouy-en-Josas, France
| | - Ryszard Lobinski
- Université de Pau et des Pays de l'Adour/CNRS, Laboratoire de Chimie Analytique Bio-inorganique et Environnement, IPREM-UMR5254, Hélioparc, 2, Avenue Angot, 64053, Pau, France
| | - David Pignol
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LBC, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, F-13108, France
| | - Pascal Arnoux
- CEA, CNRS and Aix-Marseille Université, Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille, UMR 7265 LBC, CEA Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance, F-13108, France.
| | - Romé Voulhoux
- CNRS et Aix-Marseille Université, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires (UMR7255), Institut de Microbiologie de la Méditerranée, Marseille, France.
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