Unraveling an FNR based regulatory circuit in Paracoccus denitrificans using a proteomics-based approach

BOUCHAL, Pavel, Iva STRUHÁROVÁ, Eva BUDINSKÁ, Ondrej ŠEDO, Tereza VYHLÍDALOVÁ, Zbyněk ZDRÁHAL, Rob VAN SPANNING and Igor KUČERA. Unraveling an FNR based regulatory circuit in Paracoccus denitrificans using a proteomics-based approach. Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier, 2010, vol. 1804, No 6, p. 1309-1316. ISSN 1570-9639. Available from: https://dx.doi.org/10.1016/j.bbapap.2010.01.016.

Basic information

• Original name: Unraveling an FNR based regulatory circuit in Paracoccus denitrificans using a proteomics-based approach
• Name in Czech: Analýza účinku regulačních proteinů FNR typu u bakterie Paracoccus denitrificans pomocí přístupů na bázi proteomiky
• Authors: BOUCHAL, Pavel (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution), Iva STRUHÁROVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Eva BUDINSKÁ (703 Slovakia, belonging to the institution), Ondrej ŠEDO (203 Czech Republic, belonging to the institution), Tereza VYHLÍDALOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Zbyněk ZDRÁHAL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Rob VAN SPANNING (528 Netherlands) and Igor KUČERA (203 Czech Republic, belonging to the institution).
• Edition: Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics, Amsterdam, The Netherlands, Elsevier, 2010, 1570-9639.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10600 1.6 Biological sciences
• Country of publisher: Netherlands
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• WWW: Odkaz na článek
• Impact factor: Impact factor: 2.773
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/10:00043613
• Organization unit: Faculty of Science
• Doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.bbapap.2010.01.016
• UT WoS: 000277219300011
• Keywords (in Czech): Paracoccus denitrificans; transkripční regulátory FNR typu; respirační přepnutí; dvourozměrná gelová elektroforéza; proteom
• Keywords in English: Paracoccus denitrificans; FNR transcription regulator; Respiratory switch; Two-dimensional gel electrophoresis; Proteome
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

The switch from aerobic to anaerobic respiration in the bacterium Paracoccus denitrificans is orchestrated by the action of three FNR-type transcription regulators FnrP, NNR and NarR, which are sensors for oxygen, nitric oxide and nitrite, respectively. In this work, we analyzed the protein composition of four strains (wild type, FnrP-, NNR- and NarR-mutant strains) grown aerobically, semiaerobically and semiaerobically in the presence of nitrate to discover the global role of FNR-family transcription regulators using proteomics, with data validation at the transcript and genome levels. Expression profiles were acquired using two-dimensional gel electrophoresis for 737 protein spots, in which 640 proteins were identified using mass spectrometry. The annotated 2-D proteome map provided the most comprehensive coverage of P. denitrificans proteome available to-date and can be accessed on-line at http://www.mpiib-berlin.mpg.de/2D-PAGE/. Our results revealed several new types of regulation.

Abstract (in Czech)

Metabolické přepnutí z aerobní do anaerbní respirace u bakterie Paracoccus denitrificans je regulováno současným účinkem tří regulátorů FNR typu: FnrP, NNR a NarR, což jsou senzory pro kyslík, oxid dusnatý a dusitan. V této práci jsme analyzovali proteinové složení čtyř kmenů (divoký kmen, FnrP-, NNR- a NarR- mutantních kmenů) rostlých aerobně, semiaerobně and semiaerobně s dusičnanem za účelem odhalení globální úlohy regulátorů FNR typu na proteinové úrovni s validací dat na úrovni transkriptů a genomu. Byly získány expresní profily pomocí dvourozměrné elektroforézy pro 737 proteinových spotů, v nichž bylo identifikováno 640 proteinů pomocí hmotnostní spektrometrie. Webově dostupná anotovaná 2-D mapa (http://www.mpiib-berlin.mpg.de/2D-PAGE/) poskytuje nejkomplexnější pokrytí proteomu P. denitrificans. Naše výsledky odhalily několik typů regulace: (1) FnrP-řízená regulace reduktasy oxidu dusného a proteinů UspA a OmpW byla potvrzena na úrovni proteinu, transkriptu a DNA (pozice FNR boxů). (2) Proteiny regulované prostřednictvím dalších regulátorů, včetně proteinů zapojených do NNR a NarR regulonů: beta-podjednotka nitrátreduktasy, TonB-dependentní receptory, nitritreduktasa, TenA-type transkripční regulátor TenA a neznámý protein typu alpha/beta hydrolase fold. (3) Proteiny jejichž exprese byla ovlivněna převážně růstovými podmínkami. Tato skupina obsahuje SSU ribosomal protein S305/sigma-54 modulation protein a dva proteiny typu short-chain reductase dehydrogenase proteins.

Links

• GP203/07/P471, research and development project: Name: Studium molekulárních mechanismů adaptace bakterií na změny prostředí pomocí proteomických technik

Investor: Czech Science Foundation, The study of molecular mechanisms of bacterial adaptation to environmental changes using proteomic techniques

• MSM0021622413, plan (intention): Name: Proteiny v metabolismu a při interakci organismů s prostředím

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Proteins in metabolism and interaction of organisms with the environment

• MSM0021622415, plan (intention): Name: Molekulární podstata buněčných a tkáňových regulací

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Molecular basis of cell and tissue regulations