Published January 13, 2024 | Version v1
Publication Open

Detection of oxalyl-CoA decarboxylase (oxc) and formyl-CoA transferase (frc) genes in novel probiotic isolates capable of oxalate degradation in vitro

Creators

  • 1. Ain Shams University

Description

Abstract Oxalate degradation is one of lactic acid bacteria's desirable activities. It is achieved by two enzymes, formyl coenzyme A transferase ( frc ) and oxalyl coenzyme A decarboxylase ( oxc ). The current study aimed to screen 15 locally isolated lactic acid bacteria to select those with the highest oxalate degradation ability. It also aimed to amplify the genes involved in degradation. MRS broth supplemented with 20 mM sodium oxalate was used to culture the tested isolates for 72 h. This was followed by an enzymatic assay to detect remaining oxalate. All isolates showed oxalate degradation activity to variable degrees. Five isolates demonstrated high oxalate degradation, 78 to 88%. To investigate the oxalate-degradation potential of the selected isolates, they have been further tested for the presence of genes that encode for enzymes involved in oxalate catabolism, formyl coenzyme A transferase ( frc ) and oxalyl coenzyme A decarboxylase ( oxc ). Three strains showed bands with the specific OXC and FRC forward and reverse primers designated as (SA-5, 9 and 37). Species-level identification revealed Loigolactobacillus bifermentans , Lacticaseibacillus paracasei , and Lactiplantibacillus plantarum . Preliminary results revealed that the tested probiotic strains harbored both oxc and frc whose products are putatively involved in oxalate catabolism. The probiotic potential of the selected strains was evaluated, and they showed high survival rates to both simulated gastric and intestinal fluids and variable degrees of antagonism against the tested Gram-positive and negative pathogens and were sensitive to clarithromycin but resistant to both metronidazole and ceftazidime. Finally, these strains could be exploited as an innovative approach to establish oxalate homeostasis in humans and prevent kidney stone formation.

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

Translated Description (Arabic)

تحلل الأكسالات التجريدي هو أحد الأنشطة المرغوبة لبكتيريا حمض اللاكتيك. ويتحقق ذلك عن طريق اثنين من الإنزيمات، فورميل أنزيم مساعد A ترانسفيراز (فرك) وأوكزاليل أنزيم مساعد A ديكاربوكسيلاز ( أوكسك ). هدفت الدراسة الحالية إلى فحص 15 بكتيريا حمض اللبنيك المعزولة محليًا لاختيار تلك التي لديها أعلى قدرة على تحلل الأكسالات. كما يهدف إلى تضخيم الجينات المشاركة في التدهور. تم استخدام مرق السيدة المكمل بأكسالات الصوديوم 20 مم لزراعة العزلات التي تم اختبارها لمدة 72 ساعة. وأعقب ذلك اختبار إنزيمي للكشف عن الأكسالات المتبقية. أظهرت جميع العزلات نشاط تحلل الأكسالات بدرجات متغيرة. أظهرت خمس عزلات تحللًا مرتفعًا للأكسالات، من 78 إلى 88 ٪. وللتحقق من إمكانات تحلل الأكسالات للعزلات المختارة، تم اختبارها كذلك لوجود جينات تشفر الإنزيمات المشاركة في تقويض الأكسالات، وأنزيم الفورميل المساعد A ترانسفيراز (frc) وأنزيم الأكساليل المساعد A ديكاربوكسيلاز ( oxc ). أظهرت ثلاث سلالات نطاقات مع OXC و FRC المحددة للأمام والخلف المعينة على أنها (SA -5 و 9 و 37). كشف التحديد على مستوى الأنواع عن اللويغولاكتوباسيليوس ثنائي التفرع، ولاكتيكاسيباسيليوس باراكاسي ، ولاكتيبلانتيباسيليوس أخمصي . كشفت النتائج الأولية أن سلالات البروبيوتيك التي تم اختبارها كانت تؤوي كل من الثور والفرك اللذين تشترك منتجاتهما بشكل مفترض في تقويض الأكسالات. تم تقييم إمكانات البروبيوتيك للسلالات المختارة، وأظهرت معدلات بقاء عالية لكل من سوائل المعدة والأمعاء المحاكاة ودرجات متغيرة من العداء ضد مسببات الأمراض إيجابية الجرام والسلبية التي تم اختبارها وكانت حساسة لكلاريثروميسين ولكنها مقاومة لكل من الميترونيدازول والسيفتازيديم. أخيرًا، يمكن استغلال هذه السلالات كنهج مبتكر لإنشاء توازن الأكسالات في البشر ومنع تكوين حصوات الكلى.

Translated Description (French)

Résumé La dégradation des oxalates est l'une des activités souhaitables des bactéries lactiques. Elle est obtenue par deux enzymes, la formyl coenzyme A transférase (frc) et l'oxalyl coenzyme A décarboxylase ( oxc ). La présente étude visait à dépister 15 bactéries lactiques isolées localement afin de sélectionner celles présentant la capacité de dégradation de l'oxalate la plus élevée. Il visait également à amplifier les gènes impliqués dans la dégradation. Un bouillon MRS supplémenté en oxalate de sodium 20 mM a été utilisé pour cultiver les isolats testés pendant 72 h. Cela a été suivi d'un test enzymatique pour détecter l'oxalate restant. Tous les isolats ont montré une activité de dégradation de l'oxalate à des degrés variables. Cinq isolats ont montré une dégradation élevée de l'oxalate, de 78 à 88 %. Pour étudier le potentiel de dégradation de l'oxalate des isolats sélectionnés, ils ont été testés pour la présence de gènes qui codent pour les enzymes impliquées dans le catabolisme de l'oxalate, la formyl coenzyme A transférase (frc) et l'oxalyl coenzyme A décarboxylase ( oxc ). Trois souches ont montré des bandes avec les amorces spécifiques OXC et FRC avant et arrière désignées par (SA-5, 9 et 37). L'identification au niveau de l'espèce a révélé Loigolactobacillus bifermentans , Lacticaseibacillus paracasei et Lactiplantibacillus plantarum . Les résultats préliminaires ont révélé que les souches probiotiques testées hébergeaient à la fois de l'oxc et du frc dont les produits sont putativement impliqués dans le catabolisme de l'oxalate. Le potentiel probiotique des souches sélectionnées a été évalué, et elles ont montré des taux de survie élevés aux fluides gastriques et intestinaux simulés et des degrés variables d'antagonisme contre les agents pathogènes Gram-positifs et négatifs testés et étaient sensibles à la clarithromycine mais résistantes au métronidazole et à la ceftazidime. Enfin, ces souches pourraient être exploitées comme une approche innovante pour établir l'homéostasie de l'oxalate chez l'homme et prévenir la formation de calculs rénaux.

Translated Description (Spanish)

Resumen La degradación del oxalato es una de las actividades deseables de las bacterias del ácido láctico. Se logra mediante dos enzimas, la formil coenzima A transferasa ( frc ) y la oxalil coenzima A descarboxilasa ( oxc ). El estudio actual tuvo como objetivo detectar 15 bacterias de ácido láctico aisladas localmente para seleccionar aquellas con la mayor capacidad de degradación de oxalato. También tenía como objetivo amplificar los genes implicados en la degradación. EL CALDO MRS suplementado con oxalato de sodio 20 mM se utilizó para cultivar los aislados probados durante 72 h. Esto fue seguido por un ensayo enzimático para detectar el oxalato restante. Todos los aislados mostraron actividad de degradación de oxalato en grados variables. Cinco aislados demostraron una alta degradación del oxalato, del 78 al 88%. Para investigar el potencial de degradación de oxalato de los aislados seleccionados, se han sometido a pruebas adicionales para detectar la presencia de genes que codifican enzimas involucradas en el catabolismo de oxalato, formil coenzima A transferasa ( frc ) y oxalil coenzima A descarboxilasa ( oxc ). Tres cepas mostraron bandas con los cebadores directos e inversos específicos de OXC y FRC designados como (SA-5, 9 y 37). La identificación a nivel de especie reveló Loigolactobacillus bifermentans, Lacticaseibacillus paracasei y Lactiplantibacillus plantarum . Los resultados preliminares revelaron que las cepas probióticas probadas albergaban tanto oxc como frc cuyos productos están supuestamente involucrados en el catabolismo del oxalato. Se evaluó el potencial probiótico de las cepas seleccionadas, y mostraron altas tasas de supervivencia tanto a fluidos gástricos como intestinales simulados y grados variables de antagonismo contra los patógenos Gram-positivos y negativos probados y fueron sensibles a la claritromicina pero resistentes tanto al metronidazol como a la ceftazidima. Finalmente, estas cepas podrían explotarse como un enfoque innovador para establecer la homeostasis del oxalato en humanos y prevenir la formación de cálculos renales.

Files

s12223-024-01128-5.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ 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
md5:5b9b21d5ba7481ef1d0afdf329efc34a
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الكشف عن جينات نازعة كربوكسيل الأوكزاليل- CoA (oxc) وناقلة فورميل- CoA (frc) في عزلات البروبيوتيك الجديدة القادرة على تحلل الأكسالات في المختبر
Translated title (French)
Détection des gènes oxalyl-CoA décarboxylase (oxc) et formyl-CoA transférase (frc) dans de nouveaux isolats probiotiques capables de dégradation de l'oxalate in vitro
Translated title (Spanish)
Detección de genes de oxalil-CoA descarboxilasa (oxc) y formil-CoA transferasa (frc) en nuevos aislados probióticos capaces de degradación de oxalato in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4390839685
DOI
10.1007/s12223-024-01128-5

Is supplement to
https://openalex.org/W3174709511 (Other)
https://openalex.org/W2984222266 (Other)
https://openalex.org/W2783640880 (Other)
https://openalex.org/W2767503609 (Other)
https://openalex.org/W2468853327 (Other)
https://openalex.org/W2065096163 (Other)
https://openalex.org/W2033507994 (Other)
https://openalex.org/W2004679534 (Other)
https://openalex.org/W2000083884 (Other)
https://openalex.org/W1494384250 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1594515897
  • https://openalex.org/W1825226776
  • https://openalex.org/W1963719685
  • https://openalex.org/W1966294675
  • https://openalex.org/W1973940014
  • https://openalex.org/W1997372741
  • https://openalex.org/W1999659501
  • https://openalex.org/W2026158782
  • https://openalex.org/W2069737206
  • https://openalex.org/W2092827371
  • https://openalex.org/W2096018662
  • https://openalex.org/W2101646692
  • https://openalex.org/W2104917431
  • https://openalex.org/W2108680415
  • https://openalex.org/W2116181133
  • https://openalex.org/W2124413486
  • https://openalex.org/W2127794552
  • https://openalex.org/W2136931384
  • https://openalex.org/W2138740429
  • https://openalex.org/W2149376991
  • https://openalex.org/W2152881118
  • https://openalex.org/W2154886088
  • https://openalex.org/W2157851728
  • https://openalex.org/W2163730064
  • https://openalex.org/W2314020598
  • https://openalex.org/W2473671174
  • https://openalex.org/W2510355862
  • https://openalex.org/W2575828862
  • https://openalex.org/W2767887516
  • https://openalex.org/W2772520456
  • https://openalex.org/W2885523856
  • https://openalex.org/W2975614847
  • https://openalex.org/W3158066645
  • https://openalex.org/W3198923137
  • https://openalex.org/W3211611627
  • https://openalex.org/W4205163143
  • https://openalex.org/W4232489286
  • https://openalex.org/W4319333166
  • https://openalex.org/W4381330703