Галактофурананы и галактоманнан клеточных стенок как хемотаксономические характеристики рода и видов Clavibacter

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В клеточных стенках типовых штаммов двух видов фитопатогенных бактерий — Clavibacter insidiosus ВКМ Ас-1402Ти Clavibacter nebraskensis ВКМ Ас-1404Т(семейство Microbacteriaceae, класс Actinomycetes) — обнаружено по два гликополимера разных типов. Первый тип представлен новыми, не описанными ранее (1→6)-связанными β-D-галактофурананами, отличающимися у двух изученных штаммов структурой боковых олигосахаридных цепочек. Второй гликополимер, пируватсодержащий галактоманнан, был идентичен у обоих штаммов. Полученные в настоящей работе результаты, в совокупности с ранее опубликованными, указывают на то, что наличие в клеточных стенках пируватсодержащего галактоманнана и (1→6)-связанных β-D-галактофурананов (с одинаковой структурой кора и различными олигосахаридными боковыми заместителями) можно рассматривать в качестве хемотаксономического признака рода Clavibacter, в то время как ди-, три- или тетрасахаридные заместители в галактофурананах (отличающиеся по структуре и компонентному составу) специфичны для видов или групп видов. Полученные данные расширяют представления о структурном разнообразии природных гликополимеров и особенностях строения клеточных стенок бактерий различных таксонов и могут представлять интерес для таксономических исследований и работ по выяснению молекулярных механизмов взаимодействия бактерий с клетками растений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. М. Тульская

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Москва

Д. Ким

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Москва

Н. В. Потехина

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Москва

А. С. Шашков

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Москва

С. Н. Сенченкова

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Москва

Л. В. Дорофеева

Всероссийская коллекция микроорганизмов, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Пущино, Московская обл.

Л. И. Евтушенко

Всероссийская коллекция микроорганизмов, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Email: em_tulskaya@mail.ru
Россия, Пущино, Московская обл.

Список литературы

  1. Тульская Е. М., Шашков А. С., Стрешинская Г. М., Сенченкова С. Н., Потехина Н. В., Козлова Ю. И., Евтушенко Л. И. Тейхуроновые и тейхулозоновые кислоты актиномицетов // Биохимия. 2011. Т. 76. С. 904–913. Tul’skaya E. M., Shashkov A. S., Streshinskayа G. M., Senchenkova S. N., Potekhina N. V., Kozlova Yu.I., Evtushenko L. I. Teichuronic and teichulosonic acids of actinomycetes // Biochemistry (Moscow). 2011. V. 76. P. 736–744. https://doi.org/10.1134/S0006297911070030
  2. Шашков А. С., Тульская Е. М., Стрешинская Г. М., Дмитренок А. С., Потехина Н. В., Сенченкова С. Н., Пискункова Н. Ф., Дорофеева Л. В., Евтушенко Л. И. Рамноманнаны и тейхуроновая кислота из клеточной стенки Rathayibacter tritici ВКМ Ас-1603Т // Биохимия. 2020. Т. 85. С. 428–437. Shashkov A. S., Tul’skaya E.M., Streshinskaya G. M., Dmitrenok A. S., Potekhina N. V., Senchenkova S. N., Piskunkova N. F., Dorofeeva L. V., Evtushenko L. I. Rhamnomannans and teichuronic acid from cell wall of Rathayibacter tritici VKM Ac-1603T // Biochemistry (Moscow). 2020. V. 85. P. 369–377. https://doi.org/10.1134/S0006297920030128
  3. Altona C., Haasnoot C. A. G. Prediction of anti and gauche vicinal proton-proton coupling constants in carbohydrates: a simple additivity rule for pyranose rings // Org. Magn. Reson. 1980. V. 13. P. 417–429. https://doi.org/10.1002/mrc.1270130606
  4. Angyal S. J. Hudson’s rules of isorotation as applied to furanosides, and the conformations of methyl aldofuranosides // Carbohydr. Res. 1979. V. 77. P. 37–50. https://doi.org/10.1016/S0008-6215(00)83791-X
  5. Bock K., Pedersen C. Carbon-13 nuclear magnetic resonance spectroscopy of monosaccharides // Adv. Carbohydr. Chem. Biochem. 1983. V. 41. P. 27–66. https://doi.org/10.1016/S0065-2318(08)60055-4
  6. Brown S., Santa Maria J. P. Jr., Walker S. Wall teichoic acids of gram-positive bacteria // Annu. Rev. Microbiol. 2013. V. 67. P. 313‒336. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-092412155620
  7. Chun J., Oren A., Ventosa A., Christensen H., Arahal D. R., da Costa M. S., Rooney A. P., Yi H., Xu X. W., De Meyer S., Trujillo M. E. Proposed minimal standards for the use of genome data for the taxonomy of prokaryotes // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2018. V. 68. P. 461–466. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.002516
  8. Cummins C. S. La composition chimique des parois cellulaires d’ actinomycetes et son application taxonomique // Ann. Inst. Pasteur. 1962. V. 103. P. 385–391.
  9. Davis M. J., Graves Gillaspie A. Jr., Vidaver A. M., Harris R. W. Clavibacter: a new genus containing some phytopathogenic coryneform bacteria, including Clavibacter xyli subsp. xyli sp. nov., subsp. nov. and Clavibacter xyli subsp. cynodontis subsp. nov., pathogens that cause ratoon stunting disease of sugarcane and bermudagrass stunting disease // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 1984. V. 34. P. 107‒117. https://doi.org/10.1099/00207713-34-2-107
  10. Evtushenko L. I., Ariskina E. V. Nocardioidaceae // Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria / Ed. Whitman W. B. 2015. P. 1–18. https://doi.org/10.1002/9781118960608.fbm00042
  11. Guérin H., Kulakauskas S., Chapot-Chartier M. P. Structural variations and roles of rhamnose-rich cell wall polysaccharides in Gram-positive bacteria // J. Biol. Chem. 2022. V. 298. Art. 102488. https://doi.org/10.1016/j.jbc.2022.102488
  12. Goodfellow M., Jones A. L. Order V. Corynebacteriales ord. nov. // Bergey’s Mannual of Systematic Bacteriology. 2nd edn. / Eds. Whitmann W., Goodfellow M., Kämpfer P., Busse H.-J., Trujillo M., Ludwig W., Suzuki K. New York‒Dordrecht‒Heidelberg‒London: Springer, 2012. V. 5. P. 1‒14. https://doi.org/10.1002/9781118960608.obm00009
  13. Eichenlaub R., Gartemann K.-H. The Clavibacter michiganensis subspecies: molecular investigation of gram-positive bacterial plant pathogens // Annu. Rev. Phytopathol. 2011. V. 49. P. 445–464. https://doi.org/10.1146/annurev-phyto-072910-095258
  14. Janson P.-E., Kenne L., Widmalm G. Computer-assisted structural analysis of polysaccharides with an extended version of CASPER using 1H- and 13C-n. m. r. data // Carbohydr. Res. 1989. V. 188. P. 169–191. https://doi.org/10.1016/0008-6215(89)84069-8
  15. Kim D., Shashkov A. S., Dmitrenok A. S., Potekhina N. V., Senchenkova S. N., Dorofeeva L. V., Evtushenko L. I., Tul’skaya E. M. Novel galactofuranan and pyruvylated galactomannan in the cell wall of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis VKM Ac-1403T // Carbohydr. Res. 2021. V. 500. Art. 108247. https://doi.org/10.1016/j.carres.2021.108247
  16. Lechevalier M. P., Lechevalier H. Chemical composition as a criterion in the classification of aerobic actinomycetes // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 1970. V. 20. P. 435‒443.
  17. Nouioui I., Carro L., Garcia-Lopez M., Meier-Kolthoff J.P., Woyke T., Kyrpides N. C., Pukall R., Klenk H. P., Goodfellow M., Goker M. Genome-based taxonomic classification of the phylum Actinobacteria // Front. Microbiol. 2018. V. 9. Art. 2007. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02007
  18. Perepelov A. V., Shashkov A. S., Kim D., Potekhina N. V., Dmitrenok A. S., Senchenkova S. N., Dorofeeva L. V., Evtushenko L. I., Tul’skaya E.M. A highly branched novel galactofuranan in the cell wall of Clavibacter tesselarius VKM Ac-1406T // Carbohydr. Res. 2023a. V. 529. Art. 108823. https://doi.org/10.1016/j.carres.2023.108823
  19. Perepelov A. V., Kim D., Tul’skaya E.M., Potekhina N. V., Dmitrenok A. S., Senchenkova S. N., Dorofeeva L. V., Evtushenko L. I., Shashkov A. S. A novel cell wall galactofuranan in Clavibacter phaseoli VKM Ac-2641T // Carbohydr. Res. 2023b. V. 525. P. 108778. https://doi.org/10.1016/j.carres.2023.108778
  20. Potekhina N. V., Streshinskaya G. M., Tul’skaya E.M., Shashkov A. S. Cell wall teichoic acids in the taxonomy and characterization of Gram-positive bacteria // Taxonomy of Prokaryotes. Methods in Microbiology / Eds. Rainey F. A., Oren A. London: Academic Press, 2011. V. 38. Ch. 6. P. 132–164. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-387730-7.00006-1
  21. Saddler G. D., Kerr E. M. “Genus V. Clavibacter Davis, Gillaspie, Vidaver and Harris 1984” // Bergey’s Mannual of Systematic Bacteriology. 2nd edn. // Eds. Whitmann W., Goodfellow M., Kämpfer P., Busse H.-J., Trujillo M., Ludwig W., Suzuki K. New York‒Dordrecht‒Heidelberg‒London: Springer, 2012. V. 5. P. 877–883.
  22. Schade J., Weidenmaier C. Cell wall glycopolymers of Firmicutes and their role as nonprotein adhesins // FEBS Lett. 2016. V. 590. P. 3758–3771. https://doi.org/10.1002/1873-3468.12288
  23. Shashkov A. S., Potekhina N. V., Kim D., Dmitrenok A. S., Senchenkova S. N., Dorofeeva L.V, Evtushenko L. I., Tul’skaya E. M. Cell wall galactofuranan and pyruvate-containing galactomannan in the cell walls of Clavibacter strains // Carbohydr. Res. 2021. V. 510. Art. 108435. https://doi.org/10.1016/j.carres.2021.108435
  24. Starodumova I., Prisyazhnaya N, Tarlachkov S., Dorofeeva L., Vasilenko O., Evtushenko L. Taxonomy of the genus Clavibacter // XXXVII Annual Meeting of the European Culture Collections’ Organisation Conference Proceedings. Moscow: Maks-Press, 2018. P. 107.
  25. Syr N., Perlin A. S. The conformations of furanosides. A 13C nuclear magnetic resonance study // Can. J. Chem. V. 57. 1979. P. 2504–2511. https://doi.org/10.1139/ v79-399
  26. Takeuchi M., Yokota A., Misaki A. Comparative structures of the cell-wall polysaccharides of four species of the genus Microbacterium // J. Gen. Appl. Microbiol. 1990. V. 36. P. 255–271.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Спектр 13С ЯМР препарата “холодной экстракции” из клеточной стенки C. insidiosus ВКМ Ас-1402T. Арабские цифры в номерах относятся к атомам углерода в остатках, обозначенных заглавными буквами в табл. 1

Скачать (192KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах