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Regulation of an Outer Membrane Protein, OmpW, Expression and Its Biological Function in Salmonell typhimurium

Salmonella typhimurium 외막 단백질 OmpW의 발현조절 및 기능에 관한 연구

  • Yoo, Ah-Young (Division of Biological Sciences, Pusan National University) ;
  • Yu, Jong-Earn (Division of Biological Sciences, Pusan National University) ;
  • Yang, Ji-Seon (Division of Biological Sciences, Pusan National University) ;
  • Kim, Young-Hee (Division of Biological Sciences, Pusan National University) ;
  • Bae, Chang-Ho (The Biodesign Institute, Arizona State University) ;
  • Oh, Jeong-Il (Division of Biological Sciences, Pusan National University) ;
  • Kang, Ho-Young (Division of Biological Sciences, Pusan National University)
  • 유아영 (부산대학교 생명과학부 미생물학) ;
  • 유종언 (부산대학교 생명과학부 미생물학) ;
  • 양지선 (부산대학교 생명과학부 미생물학) ;
  • 김영희 (부산대학교 생명과학부 미생물학) ;
  • 백창호 (아리조나주립대학교 바이오디자인연구소) ;
  • 오정일 (부산대학교 생명과학부 미생물학) ;
  • 강호영 (부산대학교 생명과학부 미생물학)
  • Published : 2008.11.30
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Abstract

Outer membrane proteins (OMPs) expressed in the Gram negative bacteria such as Salmonella play multiple functions including material transports, adhesive factors and reception of external signals. This study has been focused on an OmpW protein known as a protein required to form a hydrophobic porin in outer membrane. We have constructed a S. typhimurium CK10 mutant deleting an ompW gene on chromosome. The CK10 strain was more tolerant to SDS than the wild-type strain did. As increase of salt concentration in the culture media, significantly decreased amount of OmpW protein in cells were detected. The maximum OmpW protein was expressed in the absence of salt supplement. However, the growth of CK10 strain was indistinguishable compared to that of the wild-type strain at the variable osmotic conditions. The biological role of differential OmpW expression in response to osmotic conditions remains to be investigated.

Salmoenella를 포함한 그람 음성 세균의 외막 단백질들은 외부 환경 조건에 따라 그 발현에 변화가 생기는 경우가 많으며, 이렇게 발현된 외막 단백질들은 수송에 관여하는 통로, 외부 물질의 인지, 병원체의 부착인자 등 다양한 기능을 가진다. 본 연구에서는 이러한 외막 단백질 중 소수성 porin으로 알려진 OmpW 단백질에 주목하였다. ompW 유전자가 결손된 돌연변이주를 구축하여 CK10으로 명명하였으며, 야생주와 그 표현형적 특징을 비교한 결과 SDS에 대한 내성이 다소 증가함을 확인할 수 있었다. OmpW 특이적인 다클론성 항체를 조제하여 OmpW 단백질의 발현연구에 사용하였다. NaCl의 농도가 높아질수록 OmpW 단백질의 발현이 감소하였으며, OmpW의 발현이 최대인 조건은 NaCl이 배지에 첨가되지 않았을 경우이다. 따라서 OmpW는 Salmonella 균이 삼투환경에 대응하는데 관여할 것으로 예상되어 일차적으로 균의 생육을 조사한 결과, 다양한 삼투환경 하에서 Salmonella의 생육에는 OmpW 단백질의 결손이 큰 영향을 미치지는 않는 것을 확인하였다. 삼투환경 변화에 따른 OmpW 발현의 변화가 지니는 생물학적 의미는 앞으로 연구해야 할 숙제로 남는다.

Keywords

References

  1. Abigail, A. S. and D. D. Whitt. 2002. Sallmonella Species, pp. 381-397. In Abigail A. Salyers and Dixie D. Whitt (eds.), Bacterial pathogenesis: A molecular approach. American Society for Microbiology, Washington, D.C.
  2. Groisman, E. A. and H. Ochman. 1997. How Salmonella became a pathogen. Trends Microbiol. 5, 343-349. https://doi.org/10.1016/S0966-842X(97)01099-8
  3. Parry, C. M., T. T. Hien, G. Dougan, N. J. White and J. J. Farrar. 2002. Typhoid fever. N. Engl. J. Med. 347, 1770-1782. https://doi.org/10.1056/NEJMra020201
  4. Xu, C., H. Ren, S. Wang and X. Peng. 2004. Proteomic analysis of salt-sensitive outer membrane proteins of Vibrio parahaemolyticus. Res. Microbiol. 155, 835-842. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2004.07.001
  5. Pilsl, H., D. Smajs and V. Braun. 1999. Caracterization of colicin S4 and its receptor, OmpW, a minor protein of the Escherichia coli outer membrane. J. Bacteriol. 181, 3578-81.
  6. Hong, H., D. R. Patel, L. K. Tamm and B. van den Berg. 2006. The outer membrane protein OmpW forms an eight-stranded $\beta$-barrel with a hydrophobic channel. J. Biol. Chem. 281, 7568-7577. https://doi.org/10.1074/jbc.M512365200
  7. Bertani, G. 1951. Studies on lysogenesis. I. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli. J. Bacteriol. 62, 293-300.
  8. Nakayama, K., S. M. Kelly and R. Curtiss III. 1988. Construction of an $ASD^+$ expression-cloning vector: stable maintenance and high level expression of cloned genes in a Salmonella vaccine strain. Biotechnol. 6, 693-697. https://doi.org/10.1038/nbt0688-693
  9. Gay, P., D. le Coq, M. Steinmetz, T. Berkelman and C. I. Kado. 1985. Positive selection procedure for entrapment of insertion sequence elements in gram-negative bacteria. J. Bacteriol. 164, 918-921.
  10. Sambrook, J., E. F. Fritsch and T. Maniatis. 1989. Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd eds. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.
  11. Sambrook, J. and D. W. Russel. 2001. Molecular Cloning a laboratory manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.
  12. Roschenthaler, R., P. Kindler, P. Herrlich and J. Igbokwe. 1970. The action of nitrofurantoin: inhibition of growth of Escherichia coli K 12 and of IPTG-induced beta-galaotosidase synthesis. Zentralbl Bakteriol. 215, 203-211.
  13. Towbin, H., T. Staehelin and J. Gordon. 1979. Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 76, 4350-4354. https://doi.org/10.1073/pnas.76.9.4350
  14. Otto, K. and M. Hermansson. 2004. Inactivation of ompX causes increased interactions of type 1 fimbreated Escherichia coli with abiotic surfaces. J. Bacteriol. pp. 226-234.
  15. Gulig, P. A. and R. Curtiss III. 1987. Plasmid-associated virulence of Salmonella typhimurium. Infect. Immun. 55, 2891-2901.
  16. Roland, K., R. Curtiss III. and D. Sizemore. 1999. Construction and evaluation of a $ \bigtriangleup$cya $ \bigtriangleup$crp Salmonella typhimurium strain expressing avian pathogenic Escherichia coli O78 LPS as a vaccine to prevent airsacculitis in chickens. Avian Dis. 43, 429-441. https://doi.org/10.2307/1592640