Caracterización de la especificidad del sistema de resistencia a quinolonas conferido por los orfs 35-37 de pUM505

Abstract

The conjugative plasmid pUM505 was isolated from a clinical strain of Pseudomonas aeruginosa and has a length of 123 kilobases (kb); it has a pathogenicity island containing genes probably related with transference and DNA replication. The transfer of pUM505 into the standard strain P. aeruginosa PAO1 conferred resistance to ciprofloxacin with respect to the strain without the plasmid. But the nucleotide sequence of plasmid pUM505 did not show the presence of genes related to ciprofloxacin resistance. However, there were identified 64 genes that encode hypothetical proteins, and the orfs 35, 36 and 37 were selected, and transferred into Escherichia coli J53-2. They conferred resistance to the quinolones ciprofloxacin and levofloxacin, when it is grown in a rich culture broth. The proteins encoded by orfs 35 y 37 it was predicted that they are localized in the periplasm, while the product of orf 36 is localized in the inner membrane. It is suggested that these genes encode a probable quinolone efflux pump. The aim of this study was to determine if the quinolone resistance system encoded by orfs 35-37 of pUM505 conferred resistance to quinolone in bacterial minimal cultive broth, besides the resistance to other toxic compounds. The results showed that the transformant of E. coli J53-2 with the orfs 35-37 conferred resistance to ciprofloxacin and levofloxacin as compared to E. coli without the genes, besides the resistance get better when the transformant was grown in a minimal culture, compared to reported resistance when grown in a rich medium. Additionally, it was determined that the resistance system encoded by orfs 35-37 it is not specific to quinolones, because the transformant showed resistance to crystal violet too.

El plásmido conjugativo pUM505 se aisló de una cepa clínica de Pseudomonas aeruginosa, tiene un tamaño aproximado de 123 kilobases (kb), posee una isla de patogenicidad que contiene genes probablemente relacionados con la transferencia y la replicación. La transferencia del plásmido pUM505 a la cepa de referencia P. aeruginosa PAO1 confirió resistencia a ciprofloxacina con respecto a la cepa PAO1 sin el plásmido. La secuencia de nucleótidos del plásmido pUM505 no mostró la presencia de genes relacionados con la resistencia a ciprofloxacina. Sin embargo, se identificaron 64 genes que codifican para proteínas hipotéticas, de los cuales los orfs 35, 36 y 37 al ser clonados y transferidos a Escherichia coli J53-2 confirieron resistencia a las quinolonas ciprofloxacina y levofloxacina, cuando se cultivó dicha cepa en un medio de cultivo rico. Las proteínas, codificadas por los orfs 35 y 37, se predijo se localizan en el periplasma mientras que el producto del orf 36 tiene localización en la membrana interna, sugiriendo que estos genes codifican un probable sistema de expulsión de quinolonas. El objetivo de éste trabajo fue determinar si el sistema de resistencia a quinolonas codificado por los orfs 35-37 de pUM505 confiere resistencia a quinolonas en bacterias crecidas en un medio de cultivo mínimo además de resistencia a otros compuestos tóxicos. Los resultados mostraron que las transformantes de E. coli J53-2 con los orfs 35-37 confieren resistencia a ciprofloxacina y levofloxacina con respecto a E. coli J53-2 sin los genes, además de que se mejoró la resistencia cuando las transformantes se crecieron en un medio de cultivo mínimo, en comparación a la resistencia reportada cuando se crecieron en un medio rico. Adicionalmente se determinó que el sistema de resistencia codificado por los orfs 35-37 no es específico para quinolonas ya que las transformantes también fueron resistentes a cristal violeta.