БИОХИМИЯ, 2021, том 86, вып. 4, с. 595–606

УДК 577.124

D-рамнан и пируватсодержащая тейхуроновая кислота клеточной стенки Rathayibacter sp. ВКМ Ac-2759

© 2021 А.С. Шашков 1, Е.М. Тульская 2*, Н.В. Потехина 2, А.С. Дмитренок 1, С.Н. Сенченкова 1, В.А. Зайчиков 2, Л.В. Дорофеева 3, Л.И. Евтушенко 3

Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, 119991 Москва, Россия

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, биологический факультет, 119234 Москва, Россия; электронная почта: em_tulskaya@mail.ru

Всероссийская коллекция микроорганизмов (ВКМ), Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН, 142290 Пущино, Московская обл., Россия

Поступила в редакцию 18.01.2021
После доработки 16.02.2021
Принята к публикации 16.02.2021

DOI: 10.31857/S0320972521040114

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Rathayibacter, клеточная стенка, гликополимеры, D-рамнан, тейхуроновая кислота, пируват.

Аннотация

Rathayibacter sp. ВКМ Ac-2759 (семейство Microbacteriaceae, класс Actinobacteria) содержит в клеточной стенке два гликополимера. Основная цепь рамнана, гликополимера 1, построена из повторяющихся тетрасахаридных звеньев, несущих на нередуцирующем конце терминальные остатки арабинофуранозы: →3)-α-[α-D-Araf-(1→2)]-D-Rhap-(1→2)-α-D-Rhap-(1→3)-α-D-Rhap-(1→2)-α-D-Rhap-(1→. Подобно другим изученным видам рода Rathayibacter, в нейтральном гликополимере штамма ВКМ Ac-2759 рамноза присутствует в D-конфигурации. Ацеталированная пировиноградной кислотой тейхуроновая кислота, гликополимер 2, состоит из линейных тетрасахаридных звеньев: →4)-β-D-GlcpA-(1→4)-β-D-Galp-(1→4)-β-D-Glcp-(1→3)-β-[4,6-S-Pyr]-D-Manp-(1→. Структуры гликополимеров установлены химическими и ЯМР-спектроскопическими методами и описаны впервые для прокариотных микроорганизмов. Полученные данные могут быть востребованы в таксономических исследованиях и работах по выяснению механизмов колонизации и инфекции растений бактериями рода Rathayibacter.

Сноски

* Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Работа выполнялась в рамках программы исследований № ЦИТИС: АААА-А16-116021660068-1, запланированных в МГУ имени М.В. Ломоносова, кафедра микробиологии 2016–2022 гг.

Благодарности

Авторы благодарны Галине Матвеевне Стрешинской за помощь в исследованиях и обсуждении статьи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Настоящая статья не содержит описания выполненных авторами исследований с участием людей или использованием животных в качестве объектов.

Список литературы

1. Zgurskaya, H. I., Evtushenko, L. I., Akimov, V. N., and Kalakoutskii, L. V. (1993) Rathayibacter gen, nov., including the species Rathayibacter rathayi comb. nov., Rathayibacter tritici comb. nov., Rathayibacter iranicus comb., nov., and six strains from annual grasses, Int. J. Sys. Bacteriol., 43, 143-149, doi: 10.1099/00207713-43-1-143.

2. Evtushenko, L. I., and Dorofeeva, L. V. (2012) Genus XXII. Rathayibacter Zgurskaya, Evtushenko, Akimov and Kalakoutskii 1993, 147VP in Bergey’s manual of systematic bacteriology (Goodfellow, M., Kämpfer, P., Busse, H.-J., Trujillo, M. E., Suzuki, K.-I., Ludwig, W., Whitman, W. B., eds.) 2nd Edn., Vol. 5, Springer, New York, Dordrecht, Heidelberg, London, pp. 953-964.

3. Murray, T. D., Schroeder, B. K., Schneider, W. L., Luster, D. G., Sechler, A., et al. (2017) Rathayibacter toxicus, other Rathayibacter species inducing bacterial head blight of grasses, and the potential for livestock poisonings, Phytopathology, 107, 804-815, doi: 10.1094/PHYTO-02-17-0047-RVW.

4. Murray, T. D., Barrantes-Infante, B., and Schroeder, B. K. (2020) First report of bacterial head blight of Pseudoroegneria spicata subsp. spicata caused by Rathayibacter agropyri in Idaho, Plant Disease, 104, 1534, doi: 10.1094/PDIS-06-19-1233-PDN.

5. Starodumova, I. P. (2018) Development of the classification system for actinobacteria of the genus Rathayibacter, candidate dissertation (in Russian), Moscow.

6. Shashkov, A. S., Tul’skaya, E. M., Dmitrenok, A. S., Streshinskaya, G. M., Potekhina, N. V., et al. (2018) Rhamnose-containing cell wall glycopolymers from Rathayibacter toxicus VKM Ac-1600 and “Rathayibacter tanaceti” VKM Ac-2596, Biochemistry (Moscow), 83, 717-726, doi: 10.1134/S0006297918060093.

7. Dmitrenok, A. S., Shashkov, A. S., Streshinskaya, G. M., Tul’skaya, E. M., Potekhina, N. V., et al. (2019) New rhamnose-contaning glycopolymers from Rathayibacter iranicus VKM Ac-1602T cell wall, Carbohydr. Res., 482, 107728, doi: 10.1016/j.carres.2019.06.007.

8. Shashkov, A. S., Tul’skaya, E. M., Streshinskaya, G. M., Dmitrenok, A. S., Potekhina, N. V., et al. (2020) Rhamnomannans and teichuronic acid from the cell wall of Rathayibacter tritici VKM Ac-1603T, Biochemistry (Moscow), 85, 369-377, doi: 10.1134/S0006297920030128.

9. Shashkov, A. S., Potekhina, N. V., Dmitrenok, A. S., Tul’skaya, E. M., Senchenkova, S. N., et al. (2021) D-Rhamnan and teichuronic acid from the cell wall of Rathayibacter caricis VKM Ac-1799T, Carbohydr. Res., 499, 108233.

10. Tarlachkov, S. V., Starodumova, I. P., Dorofeeva, L. V., Prisyazhnaya, N. V., Leyn, S. A., et al. (2020) Complete and draft genome sequences of 12 plant-associated Rathayibacter strains of known and putative new species, Microbiol. Resour. Announc., 9, e00316-20, doi: 10.1128/MRA.00316-20.

11. Potekhina, N. V., Streshinskaya, G. M., Tul’skaya, E. M., and Shashkov, A. S. (2011) Cell wall teichoic acids in the taxonomy and characterization of Gram-positive bacteria, in Methods in Microbiology (Rainey, F. A., and Oren, A., eds.) Vol. 38, Chap. 6, Academic Press, Elsevier, pp. 132-164, doi: 10.1016/B978-0-12-387730-7.00020-6.

12. Leontein, K., Lindberg, B., and Lönngren, J. (1978) Assignment of absolute configuration of sugars by glc of their acetylated glycosides formed from chiral alcohols, Carbohyd. Res., 62, 359-362, doi: 10.1016/S0008-6215(00)80882-4.

13. Gerwig, G. J., Kamerling, I. P., and Vliegenthart, J. F. G. (1979) Determination of the absolute configuration of monosaccharides in complex carbohydrates by capillary GLC, Carbohydr. Res., 77, 1-7, doi: 10.1016/s0008-6215(00)83788-x.

14. Shashkov, A. S., Lipkind, G. M., Knirel, Y. A., and Kochetkov, N. K. (1988) Stereometrical factors determining the effects of glycosylation on the 13C chemical shifts in carbohydrates, Magn. Reson. Chem., 26, 735-747, doi: 10.1002/mrc.1260260904.

15. Garegg, P. J., Jansson, P.-E., Lindberg, B., Lindh, F., Lönngren, J. (1980) Configuration of the acetal carbon atom of pyruvic acid acetals in some bacterial polysaccharides, Carbohydr. Res., 79, 127-132, doi: 10.1016/S0008-6215(00)83666-6.

16. Mistou, M.-Y., Sutcliffe, I. C., and van Sorge, N. M. (2016) Bacterial glycobiology: rhamnose-containing cell wall polysaccharides in Gram-positive bacteria, FEMS Microbiol. Rev., 40, 464-479, doi: 10.1093/femsre/fuw006.

17. Knirel, Y. A. (2010) O-Specific polysaccharides of Gram-negative bacteria, in Microbial Glycobiology (Holst, O., Brennan, P. J., von Itzstein, M., eds.) Vol. 4, Academic Press, pp. 57-73, doi: 10.1016/B978-0-12-374546-0.X0001-6.

18. Schaffer, C., Muller, N., Christian, R., Graninger, M., Wugeditsch, T., et al. (1999) Complete glycan structure of the S-layer glycoprotein of Aneurinibacillus thermoaerophilus GS4-97, Glycobiology, 9, 407-414, doi: 10.1093/glycob/9.4.407.

19. Kaczynski, Z., Karapetyan, G., Evidente, A., Iacobellis, N. S., and Holst, O. (2006) The structure of a putative exopolysaccharide of Burkholderia gladioli pv. agaricicola, Carbohydr. Res., 341, 285-288, doi: 10.1016/j.carres.2005.10.020.

20. Cimmino, A., Marchi, G., Hanuszkiewicz, A., Surico, G., Evidente, A., and Holst, O. (2008) The structure of the O-specific polysaccharide of the lipopolysaccharide from Pantoea agglomerans strain FL1, Carbohydr. Res., 343, 392-396, doi: 10.1016/j.carres.2007.10.023.