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Contribution of mechanosensitive channels to osmoadaptation and ectoine excretion in Halomonas elongata

  • For osmoadaptation the halophilic bacterium Halomonas elongata synthesizes as its main compatible solute the aspartate derivative ectoine. H. elongata does not rely entirely on synthesis but can accumulate ectoine by uptake from the surrounding environment with the help of the osmoregulated transporter TeaABC. Disruption of the TeaABC-mediated ectoine uptake creates a strain that is constantly losing ectoine to the medium. However, the efflux mechanism of ectoine in H. elongata is not yet understood. H. elongata possesses four genes encoding mechanosensitive channels all of which belong to the small conductance type (MscS). Analysis by qRT-PCR revealed a reduction in transcription of the mscS genes with increasing salinity. The response of H. elongata to hypo- and hyperosmotic shock never resulted in up-regulation but rather in downregulation of mscS transcription. Deletion of all four mscS genes created a mutant that was unable to cope with hypoosmotic shock. However, the knockoutFor osmoadaptation the halophilic bacterium Halomonas elongata synthesizes as its main compatible solute the aspartate derivative ectoine. H. elongata does not rely entirely on synthesis but can accumulate ectoine by uptake from the surrounding environment with the help of the osmoregulated transporter TeaABC. Disruption of the TeaABC-mediated ectoine uptake creates a strain that is constantly losing ectoine to the medium. However, the efflux mechanism of ectoine in H. elongata is not yet understood. H. elongata possesses four genes encoding mechanosensitive channels all of which belong to the small conductance type (MscS). Analysis by qRT-PCR revealed a reduction in transcription of the mscS genes with increasing salinity. The response of H. elongata to hypo- and hyperosmotic shock never resulted in up-regulation but rather in downregulation of mscS transcription. Deletion of all four mscS genes created a mutant that was unable to cope with hypoosmotic shock. However, the knockout mutant grew significantly faster than the wildtype at high salinity of 2 M NaCl, and most importantly, still exported 80% of the ectoine compared to the wildtype. We thus conclude that a yet unknown system, which is independent of mechanosensitive channels, is the major export route for ectoine in H. elongata.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Jasmina Vandrich, F. Pfeiffer, Gabriela Alfaro Espinoza, Hans-Jörg KunteORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Extremophiles
Jahr der Erstveröffentlichung:2020
Organisationseinheit der BAM:4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer
Jahrgang/Band:24
Erste Seite:421
Letzte Seite:432
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Ectoine; Halomonas elongata; Mechanosensitive channel; MscS; Osmoadaptation; Osmotic shock; Solute excretion
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.1007/s00792-020-01168-y
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-507229
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:06.05.2020
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:06.05.2020
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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