The transcriptional regulator Lrp activates the expression of genes involved in the biosynthesis of tilimycin and tilivalline enterotoxins in Klebsiella oxytoca .

Autor:	De la Cruz MA; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico.; Facultad de Medicina, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico.; Centro de Detección Biomolecular, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico., Valdez-Salazar HA; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico., Rodríguez-Valverde D; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico., Mejia-Ventura S; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico., Robles-Leyva N; Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua, Chihuahua, Mexico., Siqueiros-Cendón T; Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua, Chihuahua, Mexico., Rascón-Cruz Q; Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Chihuahua, Chihuahua, Mexico., León-Montes N; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico., Soria-Bustos J; Centro de Detección Biomolecular, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico., Chimal-Cázares F; Instituto de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Tulancingo, Hidalgo, Mexico., Rosales-Reyes R; Unidad de Medicina Experimental, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de México, Mexico City, Mexico., Cedillo ML; Centro de Detección Biomolecular, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico., Yañez-Santos JA; Centro de Detección Biomolecular, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico., Ibarra JA; Departamento de Microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City, Mexico., Torres J; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico., Girón JA; Centro de Detección Biomolecular, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, Mexico., Fox JG; Division of Comparative Medicine, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA., Ares MA; Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Centro Médico Nacional Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social, Mexico City, Mexico.; Departamento de Microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City, Mexico.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	MSphere [mSphere] 2024 Dec 17, pp. e0078024. Date of Electronic Publication: 2024 Dec 17.
DOI:	10.1128/msphere.00780-24
Abstrakt:	The toxigenic Klebsiella oxytoca strains secrete tilymicin and tilivalline enterotoxins, which cause antibiotic-associated hemorrhagic colitis. Both enterotoxins are non-ribosomal peptides synthesized by enzymes encoded in two divergent operons clustered in a pathogenicity island. The transcriptional regulator Lrp ( l eucine-responsive r egulatory p rotein) controls the expression of several bacterial genes involved in virulence. In this work, we have uncovered novel findings that have significant implications. We determined the transcriptional expression of aroX and npsA , the first genes of each tilimycin (TM)/tilivalline (TV) biosynthetic operon in K. oxytoca MIT 09-7231 wild-type and its derivatives Δ lrp mutant and complemented strains. Our results suggest that Lrp directly activates the transcription of both aroX and npsA genes by binding to the intergenic regulatory region in a leucine-dependent manner. Furthermore, the lack of Lrp significantly diminished the cytotoxicity of K. oxytoca on HeLa cells due to reduced production of TM and TV. Altogether, our data present a new perspective on the role of Lrp as a regulator in cytotoxin-producing K. oxytoca strains and how it controls the expression of genes involved in the biosynthesis of their main virulence factors.IMPORTANCETilimycin (TM) and tilivalline (TV) are enterotoxins that are a hallmark for the cytotoxin-producing Klebsiella oxytoca strains, which cause antibiotic-associated hemorrhagic colitis. The biosynthesis of TM and TV is driven by enzymes encoded by the aroX - and NRPS-operons. In this study, we discovered that the transcriptional regulator Lrp plays a crucial role in activating the expression of the aroX - and NRPS-operons, thereby initiating TM and TV biosynthesis. Our results underscore a molecular mechanism by which TM and TV production by toxigenic K. oxytoca strains is regulated and shed further light on developing strategies to prevent the intestinal illness caused by this enteric pathogen.
Databáze:	MEDLINE
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