Method paperAlcanivorax borkumensis tuottaa solunulkoisen sideroforin rautaa rajoittavissa olosuhteissa säilyttäen hiilivetyjen-degradation efficiency

Obligate marine hydrocarbonoclastic bacteria possess genetic and physiological features to use hydrocarbons as sole source of carbon and to compete for the uptake of nutrients in usually nutrient-depleted marine habitats. Tässä työssä olemme tutkineet Alcanivorax borkumensis SK2 -bakteerin siderofooripohjaisia raudanottojärjestelmiä ja niiden toimintaa alifaattisen hiilivedyn, tetradekaanin, biologisen hajottamisen aikana rauta-rajoitusolosuhteissa. SK2:n genomin antiSMASH-analyysi paljasti, että siinä esiintyy kaksi erilaista oletettua sideroforisyntetaasien operonia. Ennustettujen ydinrakenteiden etsiminen osoitti, että toinen siderofori kuuluu selvästi monimutkaisten oligopeptidisten sideroforien perheeseen, jolla on Orn-Ser-Orn-karboksyylimotiivi, kun taas toinen kuuluu todennäköisesti SA (salisyylihappo)-pohjaisten sideroforien perheeseen.

SK2-viljelmän supernatanttia analysoimalla tunnistettiin solunulkoinen siderofori ja sen rakenne ratkaistiin. Näin ollen hiljattain kuvatun kalvoassosioituneen amfifiilisen tetrapeptidisen siderofoorin amfibaktiinin ohella kanta SK2 tuottaa lisäksi solunulkoista rautaa kelatoivaa molekyyliä, jolla on rakenteellista samankaltaisuutta pseudomoniinien kanssa. Vertaileva Q-PCR-analyysi siderofoorisyntetaaseista osoitti niiden merkittävän lisääntymisen raudattomassa väliaineessa. Kahdelle operonille havaittiin erilaiset ilmentymismallit kasvun varhaisen ja myöhäisen eksponentiaalisen vaiheen aikana, mikä viittaa näiden kahden siderofoorin erilaiseen toimintaan raudanpuutteisissa olosuhteissa.