A Computational Module Assembled from Different Protease Family Motifs Identifies PI PLC from Bacillus cereus as a Putative Prolyl Peptidase with a Serine Protease Scaffold

Proteolytic enzymes have evolved several mechanisms to cleave peptide bonds. These distinct types have been systematically categorized in the MEROPS database. While a BLAST search on these proteases identifies homologous proteins, sequence alignment methods often fail to identify relationships arising from convergent evolution, exon shuffling, and modular reuse of catalytic units. We have previously established a computational method to detect functions in proteins based on the spatial and electrostatic properties of the catalytic residues (CLASP). CLASP identified a promiscuous serine protease scaffold in alkaline phosphatases (AP) and a scaffold recognizing a beta-lactam (imipenem) in a cold-active Vibrio AP. Subsequently, we defined a methodology to quantify promiscuous activities in a wide range of proteins. Here, we assemble a module which encapsulates the multifarious motifs used by protease families listed in the MEROPS database. Since APs and proteases are an integral component of outer membrane vesicles (OMV), we sought to query other OMV proteins, like phospholipase C (PLC), using this search module. Our analysis indicated that phosphoinositide-specific PLC from Bacillus cereus is a serine protease. This was validated by protease assays, mass spectrometry and by inhibition of the native phospholipase activity of PI-PLC by the well-known serine protease inhibitor AEBSF (IC50 = 0.018 mM). Edman degradation analysis linked the specificity of the protease activity to a proline in the amino terminal, suggesting that the PI-PLC is a prolyl peptidase. Thus, we propose a computational method of extending protein families based on the spatial and electrostatic congruence of active site residues.

La Tuberculosis como Infeccion Asociada al VIH

La infección oportunista más comúnmente asociada al Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) es la Tuberculosis (TB), formando estas dos patologías una co-infección. La asociación de ambas enfermedades es conocida como “coepidemia” o “epidemia dual”. Provoca grandes problemáticas ya que ambas infecciones se intensifican y es más mortal que cada una de ellas por separado. Para el tratamiento de esta co-infección es importante que sea considerada como una sola enfermedad y no como dos separadas a fin de poder abordarla de manera eficaz. Para el tratamiento se desarrolla una combinación de medicamentos Antirretrovirales (ART) y antituberculosos. Esta interacción tiene el riesgo de producir efectos adversos siendo el más común el Síndrome de Reconstrucción Inmune (SRI). Para evitar la coepidemia, las estrategias de prevención juegan un papel importante a fin de que no se produzca el desarrollo y propagación de la misma. Se conocen posibles estrategias a nivel de diagnóstico y tratamiento preventivo encontrándose todas ellas todavía en fase de investigación. Un papel base en el tratamiento y la prevención es la información que se realiza no sólo al paciente sino a sus allegados. En este aspecto es muy importante el papel de la Enfermería.

Isolation and characteristics of a bacteriophage for bacillus stearothermophilus

A bacteriophage (TØ3) which infects the thermophilic bacterium Bacillus stearothermophilus ATCC 8005 was isolated and characterized. Infection of the bacterium by the bacteriophage was carried out at 60°C, the optimum growth temperature of the host. At 60°C the phage has a latent period of 18 minutes and a burst size of about 200. The phage is comparatively thermostable in broth. The half life of the phage is 400 minutes at 60°C, 120 minutes at 65°C, 40 minutes at 70°C and 12 minutes at 75°C. The activation energy for the heat inactivation of TØ3 is 56,000 cal. The buoyant density of TØ3 in a cesium chloride density gradient is 1.526.

Electron micrographs of TØ3 indicate that the phage has a regular hexagonal shaped head 57 mμ long. The morphology of the head is compatible with icosahedral symmetry. Each edge of the head is 29 mμ long, and there are 6 or 7 subunits along each edge. The tail of TØ3 is 125 mμ long and 10 mμ wide. There are about 30 cross striations that are spaced at 3.9 mμ intervals along the tail.

The DNA of phage TØ3 has a melting temperature of 88.5°C. Heat denatured TØ3 DNA can be extensively annealed in a high ionic strength environment. The buoyant density of TØ3 DNA in a cesium chloride density gradient is 1.695. TØ3 DNA contains: 42.7% guanine plus cytosine, as determined from the melting temperature; 43% guanine plus cytosine, as determined from the buoyant density; and 40.2% guanine plus cytosine, as determined by chromatographic separation and spectrophotometric estimation of the bases. The molecular weight of TØ3 DNA is 16.7 X 10⁶ as determined from the band width of the TØ3 DNA concentration distribution in a cesium chloride density gradient. Electron microscopy of TØ3 DNA revealed a single linear molecule that is 11.7 μ long. This corresponds to a molecular weight of 22.5 X 10⁶.

Heat denatured TØ3 DNA forms two bands in a cesium chloride density gradient, one at a density of 1.707 and the other at a density of 1.715. After the separated bands are mixed and annealed in the centrifuge cell, the renatured TØ3 DNA forms a single band at a density of 1.699. These results indicate that the two complementary strands of TØ3 DNA have different buoyant densities in cesium chloride, presumably because they have different base compositions.

The characteristics of TØ3 are compared with those of other phages. A hypothesis is presented for a relationship between the base composition of one strand of TØ3 DNA and the amino acid composition of the proteins of TØ3.

Bases moleculares da multiresistência a drogas em Mycobacterium tuberculosis</i>

A tuberculose (Tb) é a principal causa de morte no mundo, por um agente infeccioso. O tratamento padrão é a quimioterapia: rifampicina (RMP), isoniazida (INH) e pirazinamida (PZA). O maior problema global da Tb é o aumento de cepas multirresistentes (resistência pelo menos à INH e à RMP) do Mycobacterium tuberculosis</i> (MTb). A resistência à INH e RMP ocorre geralmente por mutação genética nos genes KatG e rpoB, respectivamente. Os objetivos deste trabalho foram: 1. Analisar os tipos e freqüências de mutações em duas regiões iniciais do gene katG do MTb. 2. Determinar os tipos e freqüências das mutações no gene rpoB. Duas regiões do gene katG e uma do gene rpoB foram amplificadas por PCR e seqüenciadas para o diagnóstico das mutações. Para a análise do gene katG foram utilizadas 101 cepas. Dentre estas, 4 eram sensíveis e não apresentaram mutação (controle). Das 97 cepas restantes, na primeira região seqüenciada do KatG, não ocorreram mutações em 67. Nas outras 30 cepas houve 33 deleções de nucleotídeos, sendo que 24 ocorreram no último nucleotídeo do códon 4 (24,7%), o que caracterizou um novo alelo. Na região 2, dentre as 97 cepas não houve mutação em 16 - sete estavam associadas a ausência de mutação na região 1. Ocorreram 83 mutações pontuais, sendo 75,3% no códon 315. Sete cepas resistentes a INH não apresentaram mutações em nenhuma das duas regiões analisadas. As mutações na região 2 permitiram o diagnóstico de resistência à INH em 79 cepas ou 81,4%. Nove cepas que não mostraram mutações na região 2 tiveram mutações na região 1. Logo, esta região permitiu o acréscimo do diagnóstico de resistência à INH para 88 cepas, aumentando a positividade em 9,3%. Em sete casos resistentes não houve mutação em ambas as regiões. Na análise do gene rpoB usamos 120 cepas de MTb. Nenhuma mutação foi encontrada em 13 isolados resistentes à RMP. O códon que apresentou maior freqüência de mutação foi o 531 (45.6%), seguido pelo 526 (26%) e 516 (12.5%). Em outros onze códons, foi encontrado um total de 18 mutações (15.2%), principalmente nos códons 511 (3.4%) e 513 (3.4%). Nenhum dos isolados sensíveis à RMP apresentou mutações. No Estado do Rio de Janeiro, as mutações mais freqüentes foram: 516 (5%), 526 (2.5 %) e 531 (21.2%). Dentre os outros estados, as mutações mais freqüentes foram: 516 (2.5 %), 526 (11%) e 531 (19.4%). A freqüência de mutações dos isolados do Rio de Janeiro foi comparada com a encontrada nos outros estados, mas quando o removemos da análise, a freqüência de mutações nos códons 531 e 526 para os outros 15 estados é semelhante. A análise estatística mostra que este dado é significativo (p=0.002). No entanto, quando todos os estados são analisados simultaneamente, o códon 531 é novamente o mais freqüentemente mutado. A análise do gene rpoB diagnosticou a resistência à rifampicina em 89,17% das cepas. Nossos resultados confirmam que, no Brasil, mutações na região RRDR do gene rpoB podem predizer resistência a RMP.

Perfil genético por sequenciamento e genotipagem de cepas multirresistentes do Mycobacterium tuberculosis</i> provenientes de diversos estados brasileiros

A tuberculose multirresistente (MR) a drogas é uma séria ameaça à saúde pública devido à maiores complexidade, custo e efeitos colaterais do tratamento. Poucos estudos descreveram a epidemiologia molecular de isolados de Mycobacterium tuberculosis</i> MR no Brasil. Neste trabalho foi investigada a diversidade genética e mutações associadas à resistência a drogas de 99 isolados MR e 7 não MR coletados em um período de 8 anos e provenientes de 12 estados brasileiros. Esta investigação foi feita através da análise do polimorfismo de fragmentos de restrição do elemento de inserção IS6110 (IS6110-RFLP), spoligotyping e sequenciamento de regiões dos genes rpoB e katG que conferem resistência aos antibióticos rifampicina e isoniazida, respectivamente. Mutações nos genes katG e rpoB foram encontradas em 90,9% e 93% dos isolados MR analisados, respectivamente. Para o gene rpoB, 91,9% das mutações estavam contidas na região RRDR de 81-pb. Um total de 51 (51.5%), 23 (23.3%) e 11 (11.1%) isolados MR apresentaram mutações nos códons 531, 526 e 516, respectivamente. Com relação ao gene katG, foram encontradas mutações em 93% dos isolados MR analisados, sendo que 7 apresentaram mutações apenas na primeira região analisada (katG1). O codon 315 da segunda região analisada do gene katG (katG2) apresentou mutações em 82.8% dos isolados MR, sendo a maioria Ser315Thr. A região katG1 apresentou mutações em 30.3% dos isolados MR sendo a maioria deleção do códon 4. Pelo spoligotyping foi possível determinar que os isolados MR deste estudo pertencem a 5 diferentes famílias (com suas subfamílias) de M. tuberculosis circulantes no Brasil, onde as mais frequentemente encontradas foram: LAM (46%), T (17%) e H (12%). Nós observamos que uma das famílias, a EAI5, carrega mutações no códon 463 do gene katG, o que não ocorre para as demais. Além disso, entre nossos isolados foi identificada um isolado pertencente à cepa Beijing (extremamente virulenta), mas este fato não é alarmante já que se tratou de apenas um caso. Através de nossos dados foram descritos novos alelos mutados para os genes rpoB e katG. Com exceção da família X2, foi identificada uma região inicial do gene katG com alta frequência de mutações nos isolados MR. A análise por IS6110-RFLP revelou que 25 isolados formaram 11 grupos genotípicos enquanto 74 mostraram um padrão único de bandas. Esta alta taxa de polimorfismo indica aquisição independente de resistência entre nossos isolados. Para a família H, foi identificada uma inversão na freqüência de ocorrência de mutações no gene rpoB, sendo o códon 516 o mais mutado, seguido pelo 526 e 531. Os resultados deste estudo fornecem informações úteis para um melhor entendimento do espectro de mutações dos isolados MR de pacientes no Brasil. Nossos resultados também se tornam úteis no desenvolvimento de testes diagnósticos de tuberculose MR e para auxiliar no rastreamento da transmissão global desta doença.

Bacillus pallidus sp nov., isolated from forest soil

A Gram-positive bacterium, designated strain CW 7(T), was isolated from forest soil in Anhui Province, south-east China. Cells were strictly aerobic, motile with peritrichous flagella and rod-shaped. The strain grew optimally at 30-37 degrees C and pH 7.0-8.0. The major fatty acids of strain CW 7(T) were anteiso-C-15:0, iso-C-15:0 and anteiso-C-17:0. The predominant menaquinone was MK-7. The cell-wall peptidoglycan contained meso-diaminopimelic acid. The G + C content of the genomic DNA was 42.3 mol%. Phylogenetic analysis indicated that strain CW 7(T) belonged to a monophyletic cluster within the genus Bacillus and showed 16S rRNA gene sequence similarities of less than 96.5% to recognized species of the genus Bacillus. The results of the polyphasic taxonomic study, including phenotypic, chemotaxonomic and phylogenetic analyses, showed that strain CW 7(T) represents a novel species of the genus Bacillus, for which the name Bacillus pallidus sp. nov. is proposed. The type strain is CW 7(T) (=KCTC 13200(T)=CCTCC AB 207188(T)=LMG 24451(T)).

Bacillus solisalsi sp nov., a halotolerant, alkaliphilic bacterium isolated from soil around a salt lake

A novel Gram-positive, motile, rod-shaped bacterium isolated from a saline soil in China was characterized by a polyphasic taxonomic approach. The strain, designated YC1(T), was halotolerant [tolerating up to 15 % (w/v) NaCl] and alkaliphilic (growing at

Suitability of commercially available Bacillus probiotics on growth, survival and production of black tiger shrimp (Penaeus monodon Fab.)

Different forms of Bacillus probiotics was assessed in the earthen ponds on tiger shrimp (Penaeus monodon) culture. The experiment was designed with three different treatments depending on the mode of application (T1=oral probiotics; T2=spreading probiotics and T3=oral+ spreading probiotics). The shrimp was cultured for 120 days with the stocking density of 6-PL/m².Oral probiotics in the respective ponds were supplied with feeds. Whereas, spreading probiotics was applied to the pond water during pond preparation at 30, 60 and 90 days of culture period. Results of the experiment revealed that, all forms of Bacillus probiotic had effective role to keep the culture environment friendly in terms of mineralization of organic matter, nitrogen and phosphorus content in bottom sediment; holding of water transparency in a congenial state, increasing the density of planktonic biomass and boosting the THB-Vibrio ratio in water and sediment with insignificance (p>0.05) difference between different treatments. Whilst, spreading form of Bacillus pro biotic showed higher weight gain (27.58±1.18g), survival rate (70.75±8.54%) and production (1167.66±109.62 kg/ha) and expected lower FCR (1.81 ±0.06) values with significant difference (p<0.01) with others methods of application, indicated its superiority in tiger shrimp culture.

Screening of healthcare workers for tuberculosis: development and validation of a new health economic model to inform practice

Methods for determining cost-effectiveness of different treatments are well established, unlike appraisal of non-drug interventions, including novel diagnostics and biomarkers.