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Diffuse Adherence of Enteropathogenic Escherichia coli Strains — Processing of AIDA-I

1993; Elsevier BV; Volume: 278; Issue: 2-3 Linguagem: Inglês

10.1016/s0934-8840(11)80837-6

0934-8840

Inga Benz, M. Alexander Schmidt,

Viral gastroenteritis research and epidemiology

The adherence of pathogenic Escherichia coli to the mucosa of the small intestine is an important step in the development of diarrhoea. To study the molecular basis of the diffuse adherence (DA) pattern of E. coli strains expressing the classical serotypes of enteropathogenic E. coli (EPEC), strain 2787 (O126:H27) was investigated. By expression cloning, a plasmid-derived 6.0 kb DNA fragment was identified which conferred the DA phenotype on recipient K-12 strains. This fragment encoded the 100 kDa adhesin involved in diffuse adherence (AIDA-I) which by mild heat shock treatment was isolated from the surface of the wild-type and recombinant DA-positive strains. Analysis of the entire DNA fragment revealed two open reading frames coding for proteins of 45 kDa and 132 kDa, respectively. The 132 kDa protein has been identified as the AIDA-I precursor protein which after cleavage of the signal sequence undergoes additional C-terminal processing for maturation to AIDA-I. Though the function of the cytoplasmic 45 kDa protein is not known, preliminary evidence indicates that authentic expression of the protein is a prerequisite for the correct processing of the 132 kDa precursor to AIDA-I. The AIDA-I precursor exhibits significant homology to the virG (icsA) protein of Shigella flexneri which apparently plays a major role in the events leading to the intercellular spread of invasive Shigella organisms. Die Adhärenz pathogener E. coli Stämme an die Mucosa des Dünndarms ist ein wichtiger Schritt für die Entwicklung der Diarrhoe. Zur Aufklärung der molekularen Mechanismen der diffusen Adhärenz (DA) von E. coli Stämmen der klassischen Serotypen enteropathogener E. coli Stämme (EPEC) wurde das klinische Isolat 2787 (E. coli O126:H27) untersucht. Mit Hilfe der Expressionsklonierung von Plasmid-DNA wurde ein Fragment von 6.0 kb identifiziert, das den DA-Phänotyp vermittelt. Dieses Fragment kodierte für das 100 kDa große “adhesin involved in diffuse adherence” AIDA-I. Milde Hitzebehandlung löste dieses Protein in aktiver Form von der Oberfläche des Wildstammes und der daraus hervorgegangenen rekombinanten DA-positiven Stämme ab. Die Analyse des gesamten klonierten DNA-Fragments ergab zwei offene Leseraster, die für ein 45 kDa (ORF A) und für ein 132 kDa Protein (ORF B) kodierten. Das 132 kDa Protein wurde als Vorläuferprotein von AIDA-I identifiziert, aus dem durch Abspaltung der Signalsequenz und durch eine weitere C-terminale Prozessierung das aktive AIDA-I entsteht. Obwohl die genaue Funktion des cytoplasmatischen 45 kDa Proteins noch nicht bekannt ist, deuten vorläufige Ergebnisse darauf hin, daß das 45 kDa Protein intakt exprimiert werden muß, damit die Prozessierung des Vorläuferproteins zu AIDA-I korrekt abläuft, Der AIDA-I Vorläufer zeigt signifikante Homologien zu dem virG (icsA) Protein aus Shigella flexneri, das dort eine entscheidende Rollebei der interzellulären Ausbreitung der invasiven Shigellen spielt.