Published March 1, 2011 | Version v1
Publication Open

Halotolerant Cyanobacterium Aphanothece halophytica Contains an Na+-dependent F1F0-ATP Synthase with a Potential Role in Salt-stress Tolerance

Creators

  • 1. Meijo University
  • 2. Chulalongkorn University
  • 3. Nagahama Institute of Bio-Science and Technology

Description

Aphanothece halophytica is a halotolerant alkaliphilic cyanobacterium that can grow in media of up to 3.0 m NaCl and pH 11. Here, we show that in addition to a typical H(+)-ATP synthase, Aphanothece halophytica contains a putative F(1)F(0)-type Na(+)-ATP synthase (ApNa(+)-ATPase) operon (ApNa(+)-atp). The operon consists of nine genes organized in the order of putative subunits β, ε, I, hypothetical protein, a, c, b, α, and γ. Homologous operons could also be found in some cyanobacteria such as Synechococcus sp. PCC 7002 and Acaryochloris marina MBIC11017. The ApNa(+)-atp operon was isolated from the A. halophytica genome and transferred into an Escherichia coli mutant DK8 (Δatp) deficient in ATP synthase. The inverted membrane vesicles of E. coli DK8 expressing ApNa(+)-ATPase exhibited Na(+)-dependent ATP hydrolysis activity, which was inhibited by monensin and tributyltin chloride, but not by the protonophore, carbonyl cyanide m-chlorophenyl hydrazone (CCCP). The Na(+) ion protected the inhibition of ApNa(+)-ATPase by N,N'-dicyclohexylcarbodiimide. The ATP synthesis activity was also observed using the Na(+)-loaded inverted membrane vesicles. Expression of the ApNa(+)-atp operon in the heterologous cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7942 showed its localization in the cytoplasmic membrane fractions and increased tolerance to salt stress. These results indicate that A. halophytica has additional Na(+)-dependent F(1)F(0)-ATPase in the cytoplasmic membrane playing a potential role in salt-stress tolerance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

Aphanothece halophytica هي بكتيريا زرقاء قلوية مقاومة للهالوت يمكن أن تنمو في وسائط تصل إلى 3.0 متر من كلوريد الصوديوم ودرجة الحموضة 11. هنا، نوضح أنه بالإضافة إلى سينثاز H(+)- ATP النموذجي، يحتوي أفانوثيس هالوفيتيكا على مشغل F(1)F(0) من النوع Na (+)- ATP (ApNa (+)- ATPase) (ApNa (+)- atp). يتكون الأوبيرون من تسعة جينات منظمة بترتيب الوحدات الفرعية المفترضة β و ε و I وبروتين افتراضي و a و c و b و α و γ. يمكن أيضًا العثور على الأوبرا المتماثلة في بعض البكتيريا الزرقاء مثل Synechococcus sp. PCC 7002 و Acaryochloris Marina MBIC11017. تم عزل مشغل ApNa(+) - atp من جينوم A. halophytica ونقله إلى طفرة الإشريكية القولونية DK8 (Δatp) ناقصة في سينسيز ATP. أظهرت حويصلات الغشاء المقلوب من E. coli DK8 التي تعبر عن ApNa (+)- ATPase نشاط التحلل المائي ATP المعتمد على Na (+)، والذي تم تثبيطه بواسطة المونسين وكلوريد ثلاثي البوتيلتين، ولكن ليس بواسطة البروتونوفور، سيانيد الكربونيل m - chlorophenyl hydrazone (CCCP). يحمي أيون Na(+) تثبيط ApNa (+)- ATPase بواسطة N،N'- diclohexylcarbodiimide. كما لوحظ نشاط تخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات باستخدام حويصلات الغشاء المقلوب المحملة بالصوديوم(+). التعبير عن ApNa (+) - atp operon في البكتيريا الزرقاء غير المتجانسة Synechococcus sp. أظهر PCC 7942 توضعه في كسور الغشاء السيتوبلازمي وزيادة تحمل إجهاد الملح. تشير هذه النتائج إلى أن A. halophytica لديه F (1) F(0)- ATPase إضافي معتمد على Na (+) في الغشاء السيتوبلازمي يلعب دورًا محتملاً في تحمل الإجهاد الملحي.

Translated Description (French)

Aphanothece halophytica est une cyanobactérie alcaliphile halotolérante qui peut se développer dans des milieux allant jusqu'à 3,0 m NaCl et pH 11. Ici, nous montrons qu'en plus d'une synthase H(+)-ATP typique, Aphanothece halophytica contient un opéron présumé de Na (+) -ATP synthase (ApNa (+) -ATPase) de type F(1) F (0) (ApNa(+)-ATP). L'opéron se compose de neuf gènes organisés dans l'ordre des sous-unités putatives β, ε, I, protéine hypothétique, a, c, b, α et γ. Des opérons homologues pouvaient également être trouvés chez certaines cyanobactéries telles que Synechococcus sp. PCC 7002 et Acaryochloris marina MBIC11017. L'opéronApNa (+) -atp a été isolé du génome d'A. halophytica et transféré dans un mutant d'Escherichia coli DK8 (Δatp) déficient en ATP synthase. Les vésicules membranaires inversées de E. coli DK8 exprimant l'ApNa (+)-ATPase présentaient une activité d'hydrolyse de l'ATP dépendante de Na(+), qui était inhibée par la monensine et le chlorure de tributylétain, mais pas par le protonophore, le cyanure de carbonyle m-chlorophényl hydrazone (CCCP). L'ion Na(+) protégeait l'inhibition de l'ApNa(+)-ATPase par le N,N'-dicyclohexylcarbodiimide. L'activité de synthèse de l'ATP a également été observée en utilisant les vésicules membranaires inversées chargées de Na(+). Expression de l'opéronApNa (+) -atp dans la cyanobactérie hétérologue Synechococcus sp. PCC 7942 a montré sa localisation dans les fractions membranaires cytoplasmiques et une tolérance accrue au stress salin. Ces résultats indiquent qu'A. halophytica a une F (1) F(0) -ATPase Na (+) -dépendante supplémentaire dans la membrane cytoplasmique jouant un rôle potentiel dans la tolérance au stress salin.

Translated Description (Spanish)

Aphanothece halophytica es una cianobacteria alcalifílica halotolerante que puede crecer en medios de hasta 3,0 m NaCl y pH 11. Aquí, mostramos que además de una H(+)-ATP sintasa típica, Aphanothece halophytica contiene un supuesto operón F(1)F(0)-tipo Na(+)-ATP sintasa (ApNa(+)-ATPasa) (ApNa(+)-atp). El operón consta de nueve genes organizados en el orden de supuestas subunidades β, ε, I, proteína hipotética, a, c, b, α y γ. Los operones homólogos también se pueden encontrar en algunas cianobacterias como Synechococcus sp. PCC 7002 y Acaryochloris marina MBIC11017. El operónApNa (+) -atp se aisló del genoma de A. halophytica y se transfirió a un mutante de Escherichia coli DK8 (Δatp) deficiente en ATP sintasa. Las vesículas de membrana invertida de E. coli DK8 que expresan ApNa(+)-ATPasa exhibieron actividad de hidrólisis de ATP dependiente de Na(+), que fue inhibida por la monensina y el cloruro de tributilestaño, pero no por el protonóforo, cianuro de carbonilo m-clorofenil hidrazona (CCCP). El ion Na(+) protegió la inhibición de ApNa(+)-ATPasa por N,N'-diciclohexilcarbodiimida. La actividad de síntesis de ATP también se observó utilizando las vesículas de membrana invertida cargadas con Na(+). Expresión del operón ApNa(+) -atp en la cianobacteria heteróloga Synechococcus sp. PCC 7942 mostró su localización en las fracciones de la membrana citoplasmática y una mayor tolerancia al estrés salino. Estos resultados indican que A. halophytica tiene F (1) F (0) -ATPasa dependiente de Na (+) adicional en la membrana citoplasmática que desempeña un papel potencial en la tolerancia al estrés salino.

Files

pdf.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a9fd4c999a2924b7627321510971a2b2
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحتوي البكتيريا الزرقاء المتسامحة مع الماء أفانوثيس هالوفيتيكا على سينثاز F1F0 - ATP المعتمد على الصوديوم مع دور محتمل في تحمل إجهاد الملح
Translated title (French)
Cyanobacterium Aphanothece halophytica halotolérante Contient une F1F0-ATP synthase dépendante du Na+ avec un rôle potentiel dans la tolérance au stress salin
Translated title (Spanish)
La cianobacteria halotolerante Aphanothece halophytica contiene una F1F0-ATP sintasa dependiente de Na+ con un papel potencial en la tolerancia al estrés salino

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1973009412
DOI
10.1074/jbc.m110.208892

Is supplement to
https://openalex.org/W3211634447 (Other)
https://openalex.org/W3203602801 (Other)
https://openalex.org/W3160080178 (Other)
https://openalex.org/W2187359178 (Other)
https://openalex.org/W2133239038 (Other)
https://openalex.org/W2069492714 (Other)
https://openalex.org/W2044352531 (Other)
https://openalex.org/W1950469858 (Other)
https://openalex.org/W1580301850 (Other)
https://openalex.org/W123068977 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W124504601
  • https://openalex.org/W1486850103
  • https://openalex.org/W1541521276
  • https://openalex.org/W1588762750
  • https://openalex.org/W1978284653
  • https://openalex.org/W1980275980
  • https://openalex.org/W1991497157
  • https://openalex.org/W1995207567
  • https://openalex.org/W1999114042
  • https://openalex.org/W2028257597
  • https://openalex.org/W2034133688
  • https://openalex.org/W2034227813
  • https://openalex.org/W2042694522
  • https://openalex.org/W2062892135
  • https://openalex.org/W2065044184
  • https://openalex.org/W2074841400
  • https://openalex.org/W2075227824
  • https://openalex.org/W2098913631
  • https://openalex.org/W2104196253
  • https://openalex.org/W2108863698
  • https://openalex.org/W2144313523
  • https://openalex.org/W2146941678
  • https://openalex.org/W2162383273
  • https://openalex.org/W2170841407
  • https://openalex.org/W2340363796