Zinc uptake in Streptococcus pyogenes: characterisation of adcA

Streptococcus pyogenes (detto anche Streptococco di gruppo A, GAS) è un batterio Gram-positivo capsulato, adattato ad infettare l’uomo. I ceppi di GAS esprimono diversi fattori di virulenza che possono essere esposti sulla superficie esterna o secreti fuori dalla cellula. Tra i fattori di virulenza, i Superantigeni (SAGs) sono sicuramente tra i più nocivi per l’ospite. Uno studio recente ha dimostrato che in vitro SpeI, un superantigene secreto da GAS, interagisce con AdcA a Lmb, due proteine che trasportano lo zinco. In particolare, AdcA appartiene al trasportatore ad alta affinità Adc, che è coinvolto nell’adesione, nella competenza e nel trasporto dello zinco. Questo metallo è un microelemento essenziale per tutti gli organismi viventi, ma poiché possiede una elevata tossicità, le cellule devono regolare finemente la sua concentrazione intracellulare. In questo lavoro di tesi è stato studiato il ruolo di AdcA nel trasporto dello zinco in GAS. Per questo studio sono stati generati tre mutanti indipendenti nel ceppo MGAS5005, caratterizzandone il loro fenotipo. I mutanti sono stati ottenuti mediante l’uso del vettore termosensibile pJRS233. La delezione del gene adcA in Streptococcus pneumoniae comporta una notevole diminuzione della competenza, quindi la complementazione è stata ottenuta trasformando il mutante parziale, cioè l’ “eterozigote” intermedio che contiene sia l’allele wild type che quello mutato. L’assenza del trasportatore dello zinco influisce sulla capacità di importare lo zinco dal terreno di coltura e sulla suscettibilità alla mancanza di zinco. I mutanti ΔadcA mostrano chiaramente una maggiore sensibilità alla deprivazione di zinco se comparati con il ceppo wild type. La complementazione di uno dei mutanti riporta il fenotipo del mutante a quello del ceppo wild type. Quando il mutante è cresciuto in presenza di una concentrazione inibente del chelante TPEN, la crescita è ristabilita dalla aggiunta di zinco o di manganese. Questo probabilmente significa che il trasporto di questi due metalli può avvenire tramite l’altro trasportatore Lmb, codificato all’interno dell’operone lmb-htpA. Di conseguenza, l’espressione di Lmb e HtpA è stata analizzata tramite Western blot in condizioni di crescita diverse. Nelle cellule wild type AdcA è sempre espresso ad alti livelli, invece Lmb e HtpA sono espresse ad alti livelli solo nel terreno di coltura depleto di zinco. Questo risultato avvalora il concetto che AdcA è omologo da un punto di vista funzionale a ZnuA, il maggior trasportatore ad alta affinità dello zinco in molti batteri, e come ZnuA ha il compito del reclutamento dello zinco in molte condizioni.