Pseudomonas syringae pv. syringaeによるシリンゴマイシン合成を制御するsyrP遺伝子の解析

Analysis of the syrP gene, which regulates syringomycin synthesis by Pseudomonas syringae pv. syringae.

• J H Zhang
• N B Quigley
• D C Gross

抄録

Syringomycinは、Pseudomonas syringae pv. syringaeが多酵素ペプチド合成酵素上で合成したリポデプシノナペプチド・フィトキシンである。P. syringae pv. syringae株B301DのsyrB遺伝子とsyrD遺伝子の間の配列を解析したところ、1,059-bpのオープンリーディングフレーム（ORF）を発見した。このORFの予測産物は、353アミノ酸残基からなる39.6kDaのタンパク質であった。タンパク質配列データベースの検索により、SyrPは大腸菌のCheA調節タンパク質のようなヒスチジンキナーゼに最も類似していることが示された。予測されたSyrPの配列は、CheAのリン酸基転移ドメインおよびアクセプタードメインに対応する領域であるCheAのN末端とアラインメントされた。ＣｈｅＡのリンホトランスファードメインに対応するＳｙｒＰ領域は、２成分調節系の非定型感覚キナーゼサブファミリーの弱いコンセンサス配列に挟まれた位置１０１にＨｉｓを含んでいた。syrP遺伝子の部位特異的挿入突然変異誘発により得られた菌株B301D-31は、寒天培地上では高いレベルの毒素を産生するのとは対照的に、液体培地ではシリンゴマイシンを産生しないことを含む異常なプリーオトロピック表現型を示した。syrP変異体は、寒天培地上の無機リン酸塩濃度が1mMを超えると、それに伴う毒素産生の抑制が緩和された。それにもかかわらず，チェリー果実の病原性試験では，syrP変異株は野生型株よりも病原性が低かった．これらの結果から、SyrP遺伝子は、P. syringae pv. syringaeにおけるシリンゴマイシンの産生および病原性を制御するリン酸化カスケードに関与する調節タンパク質をコードしていることが示唆された。

Syringomycin is a lipodepsinonapeptide phytotoxin synthesized by Pseudomonas syringae pv. syringae on multienzymatic peptide synthetases. Sequence analysis of the interval between the syrB and syrD genes of P. syringae pv. syringae strain B301D revealed a 1,059-bp open reading frame (ORF), designated syrP. The predicted product of this ORF was a 39.6-kDa protein consisting of 353 amino acid residues. Searches of protein sequence databases demonstrated that SyrP was most similar to histidine kinases such as the CheA regulatory protein of Escherichia coli. The predicted SyrP sequence was aligned with the N terminus of CheA, a region corresponding to the phosphotransfer and acceptor domains of CheA. The SyrP region that aligns with the phosphotransfer domain of CheA contained a His at position 101 which is flanked by a weak consensus sequence of the unorthodox sensory kinase subfamily of two-component regulatory systems. Strain B301D-31, obtained by site-directed insertional mutagenesis of the syrP gene, exhibited an unusual pleiotropic phenotype including a failure to produce syringomycin in liquid media in contrast to production of elevated levels of the toxin on agar media. The syrP mutant was relieved of the suppression of toxin production that accompanies inorganic phosphate concentrations of > 1 mM on agar media. Nevertheless, the syrP mutant was substantially less virulent than the wild-type strain in pathogenicity assays in cherry fruits. These results suggest that the syrP gene encodes a regulatory protein that participates in a phosphorylation cascade controlling syringomycin production and virulence in P. syringae pv. syringae.