Overproduction of the Bacillus subtilis glutamyl-tRNA synthetase in its host and its toxicity to Escherichia coli

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Abstract

The Bacillus subtilis glutamyl-tRNA synthetase (GluRS), encoded by the gltX gene, aminoacylates its homologous tRNAGlu and tRNAGln with glutamate. This gene was cloned with its sigmaA promoter and a downstream region including a rho-independent terminator in the shuttle vector pRB394 for Escherichia coli and B. subtilis. Transformation of B. subtilis with this recombinant plasmid (pMP411) led to a 30-fold increase of glutamyl-tRNA synthetase specific activity in crude extracts. Transformation of E. coli with this plasmid gave no recombinants, but transformation with plasmids bearing an altered gltX was successful. These results indicate that the presence of B. subtilis glutamyl-tRNA synthetase is lethal for E. coli, probably because this enzyme glutamylates tRNA1Gln in vivo as it does in vitro.

La glutamyl-ARNt synthétase (GluRS) de Bacillus subtilis, codée par le gène gltX, aminoacyle l'ARNtGlu et l'ARNtGln avec le glutamate. Ce gène a été cloné avec son promoteur sigmaA et une région en amont incluant un terminateur rho-indépendant dans le vecteur navette pRB394 pour Escherichia coli et B. subtilis. La transformation de B. subtilis avec ce plasmide recombinant (pMP411) mène à une augmentation de 30 fois de l'activité spécifique en glutamyl-ARNt synthétase dans l'extrait cellulaire. La transformation d'E. coli avec ce plasmide ne donne aucun recombinant, cependant sa transformation avec des plasmides incluant le gène gltX altéré permet la croissance. Ces résultats montrent que la présence de la glutamyl-ARNt synthétase de B. subtilis est létale pour E. coli, probablement à cause de la glutamylation de l'ARNt1Gln in vivo, comme observé in vitro.

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