The two-component system BvrR BvrS essential for Brucella abortus virulence regulates the expression of outer membrane proteins with counterparts in members of the Rhizobiaceae

Abstract

The Brucella BvrR/BvrS two-component regulatory system is homologous to the ChvI/ChvG systems of Sinorhizobium meliloti and Agrobacterium tumefaciens necessary for endosymbiosis and pathogenicity in plants. BvrR/BvrS controls cell invasion and intracellular survival. Probing the surface of bvrR and bvrS transposon mutants with monoclonal antibodies showed all described major outer membrane proteins (Omps) but Omp25, a protein known to be involved in Brucella virulence. Absence of Omp25 expression was confirmed by two-dimensional electrophoresis of envelope fractions and by gene reporter studies. The electrophoretic analysis also revealed reduction or absence in the mutants of a second set of protein spots that by matrix-assisted laser desorption ionization MS and peptide mass mapping were identified as a non-previously described Omp (Omp3b). Because bvrR and bvrS mutants are also altered in cell-surface hydrophobicity, permeability, and sensitivity to surface-targeted bactericidal peptides, it is proposed that BvrR BvrS controls cell envelope changes necessary to transit between extracellular and intracellular environments. A genomic search revealed that Omp25 (Omp3a) and Omp3b belong to a family of Omps of plant and animal cellassociated -Proteobacteria, which includes Rhizobium leguminosarum RopB and A. tumefaciens AopB. Previous work has shown that RopB is not expressed in bacteroids, that AopB is involved in tumorigenesis, and that dysfunction of A. tumefaciens ChvI/ChvG alters surface properties. It is thus proposed that the BvrR/BvrS and Omp3 homologues of the cell-associated -Proteobacteria play a role in bacterial surface control and host cell interactions.

El sistema regulador de dos componentes Brucella BvrR / BvrS es homólogo a los sistemas ChvI / ChvG de Sinorhizobium meliloti y Agrobacterium tumefaciens necesarios para la endosimbiosis y patogenicidad en plantas. BvrR / BvrS controla la invasión celular y la supervivencia intracelular. El sondeo de la superficie de los mutantes de transposón bvrR y bvrS con anticuerpos monoclonales que muestran todas las proteínas de la membrana externa (Omps) descritas, excepto Omp25, una proteína que se sabe que está involucrada en Brucellavirulencia. La ausencia de expresión de Omp25 se confirma mediante electroforesis bidimensional de fracciones de la envoltura y mediante estudios de reporteros de genes. El análisis electroforético también reducción o ausencia en los mutantes de un segundo conjunto de manchas de proteína que mediante EM de ionización por desorción láser asistida por matriz y mapeo de masa de péptidos se identificaron como un Omp no descrito previamente (Omp3b). Porque bvrR y bvrSLos mutantes también se alteran en la hidrofobicidad, permeabilidad y sensibilidad de la superficie celular a los péptidos bactericidas cambios dirigidos a la superficie, se propone que BvrR / BvrS controle los de la envoltura celular necesarios para transitar entre entornos extracelulares e intracelulares. Una búsqueda genómica resultante que Omp25 (Omp3a) y Omp3b pertenecen a una familia de Omps de α- Proteobacterias asociadas a células vegetales y animales, que incluyen Rhizobium leguminosarum RopB y A. tumefaciens AopB. Trabajos anteriores han demostrado que RopB no se expresa en bacteroides, que AopB está involucrado en la tumorigénesis y que la disfunción de A. tumefaciensChvI / ChvG altera las propiedades de la superficie. Por tanto, se propone que los homólogos BvrR / BvrS y Omp3 de las α- proteobacterias asociadas a células desempeñan un papel en el control de la superficie bacteriana y las interacciones de la célula huésped.