Identificação e análise estrutural de genes a montante do gene nifA em Herbaspirillum seropedicae

Abstract

Resumo: Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria diazotrófica endofítica encontrada nos tecidos de membros das Poaceae (BALDAM et aí, 1997), Ananaceae e Musaceae (WEBER et al, 1999). O gene nifA, que codifica para um ativador de transcrição dos genes nif foi isolado de uma biblioteca genômica de H. seropedicae Z78 e identificado no plasmídeo pEMSl (SOUZA et aí, 1990). Com o objetivo de identificar genes localizados na região a montante de nifA, dois fragmentos contíguos BamEJJSail de 3,5 Kb, correspondentes a esta região, foram subclonados. Deleções unidirecionais destes fragmentos foram seqüenciadas e alinhadas, resultando em uma seqüência de 4777 bp. Nesta seqüência, foram identificadas quatro prováveis ORFs denominadas orf4, modE, orf5 e orfó. A região distai da orf4 e o gene modE foram encontrados a cerca de 1,3 e 1,8 kb de nifA, respectivamente, fazendo parte de um possível operon. A orf4 codifica para uma proteína com função desconhecida. O gene modE codifica para um potencial repressor de trancrição dos genes modABC, envolvidos com o transporte de molibdênio. A seqüência de aminoácidos deduzida da proteína ModE apresenta um possível motivo hélice-volta-hélice de ligação ao DNA e dois motivos característicos das proteínas ModE (SARNQ), localizados nos prováveis domínios MopEl e MopE2, envolvidos com a ligação de íons molibdato.A orfi foi localizada a aproximadamente 3,7 kb de nifA. A sua seqüência deduzida de aminoácidos se mostrou idêntica à datransposase Trs5, codificada pela seqüência de inserção IS5 de E. coli. Esta seqüência pode ter sido adquirida por transferência horizontal ou a partir do DNA cromossômico da célula hospedeira do plasmídeo pEMSl, E. coli HB101. A região distai da orfó foi identificada a cerca de 5,3 kb de nifA e codifica para uma proteína semelhante às citotoxinas RTX, produzidas por patógenos de animais. Este gene pode ter sido herdado de um ancestral comum com espécies do gênero Pseudomonas ou adquirido por transferência horizontal de espécies filogeneticamente distantes

Abstract: Herbaspirillum seropedicae is an endophytic diazotrophic bacterium found in the tis sues of several Poaceae (BALDANI et al, 1997), Ananaceae and Musaceae (WEBER et al, 1999) . The nifA gene, which encodes for a transcriptional activator of the «//genes, was isolated from a genomic Mbrary of H. seropedicae and identified in the plasmid pEMSl (SOUZA et a i, 1990). In order to identify genes located upstream from nifA, two contiguous 3.5 kb BamHUSaK fragments corresponding to this region were subcloned. Unidirectionai deletions from these fragments were sequenced and aligned, yielding a 4777 bp sequence. This sequence presented four putative ORFs, namely orf4, modE, orf5 and orfó. The distai region of orf4 and the modE gene were located about 1.3 and 1,8 kb from nifA, respectively, forming a putative gene cluster. The orf4 encodes for a protein whose function was not determined and modE encodes for a potential transcriptional repressor of the modABC genes, involved in molybdenum uptake. The deduced amino acid sequence of the ModE protein has a putative hehx-turn-helix DNA-binding motif and two ModE characteristic motifs (SARNQ), located in the putative MopEl e MopE2 domains, which are probably involved with molybdate binding. The orf5 was found approximately 3.7 kb from nifA. Its deduced amino acid sequence showed to be identical to the transposase Trs5 codified by the insertion sequence IS5 from E. coli. This sequence was probably acquired by horizontal transfer or from the chromosomal DNA of the host cell of the plasmid pEMS 1, E. coli HB101. The distai region of the orfó was located about 5.3 kb from nifA and encodes for a protein similar to the RTX cytotoxins produced by animal pathogens. This gene could be acquired from a common ancestral with species of the genus Pseudomonas or by horizontal transfer