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Mangotoxin: a novel antimetabolite toxin produced by Pseudomonas syringae inhibiting ornithine/arginine biosynthesis

2003; Elsevier BV; Volume: 63; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/j.pmpp.2003.11.003

1096-1178

Eva Arrebola, Francisco M. Cazorla, Victoria E Durán, Eugenia Rivera, Francisco Olea, J. C. Codina, Alejandro Pérez‐García, Antonio de Vicente,

Legume Nitrogen Fixing Symbiosis

Pseudomonas syringae pv. syringae is a common inhabitant of a large variety of plants and the causal agent of bacterial apical necrosis of mango. In this work, we describe production and preliminary characterization of a novel antimetabolite toxin, designated mangotoxin, by P. syringae pv. syringae strains mainly isolated from mango trees. The toxin was detected by the Escherichia coli growth inhibition assay, since growth inhibition was reversed by l-ornithine and not by N-acetyl ornithine, suggesting that mangotoxin could interfere with this step of ornithine/arginine biosynthesis. Cell-free culture filtrates from different mangotoxin-producing strains strongly decreased, around 75%, the activity of ornithine N-acetyltransferase (OAT; EC 2.3.1.35) from tomato leaf protein extracts, confirming this enzyme as a target of the novel toxin. Biochemical data suggest that mangotoxin is a hydrophylic oligopeptide (<3 kDa) without a complex secondary structure (sensitive to proteases, but stable at high temperatures and extreme pH), as other antimetabolite toxins, such as phaseolotoxin or tabtoxin. HPLC analyses of cell-free culture filtrates allowed us to associate mangotoxin activity to a single peak obtained from a mangotoxin-producer strain but not present in filtrates from a derivative mutant defective in the toxic activity. Pseudomonas syringae pv. syringae es una bacteria aislada frecuentemente de una amplia variedad de plantas y el agente causal de la necrosis apical del mango. En este trabajo se estudia la producción y caracterización de una nueva toxina antimetabolito, denominada mangotoxina, por cepas de P. syringae pv. syringae. Esta toxina se detectó mediante el ensayo de inhibición del crecimiento de Escherichia coli, ya que dicha inhibición revertı́a con l-ornitina, pero no con N-acetil ornitina, lo que sugiere que la mangotoxina podrı́a interferir este paso de la biosı́ntesis de ornitina/arginina. La actividad ornitina N-acetiltransferasa (OAT) disminuı́a fuertemente en extractos proteicos de hojas de tomate, alrededor del 75%, en presencia de filtrados libres de células de cepas productoras de mangotoxina, lo que confirma a dicha enzima como diana de esta toxina. Diferentes tratamientos fisico-quı́micos sugieren que la mangotoxina es un oligopéptido hidrofı́lico (<3 kDa) sin una estructura secundaria compleja (sensible a proteasas, pero estable a altas temperaturas y pH extremos), como otras toxinas antimetabolito, como tabtoxina o faseolotoxina. Mediante HPLC, la actividad de la mangotoxina se asoció a un solo pico presente en filtrados libres de células de la cepa productora, que no se detectó en los de una cepa mutante defectiva en la producción de la toxina.