Making DNA without iron: induction of a manganese-dependent ribonucleotide reductase in response to iron starvation

Ribonucleotide reductases supply cells with their deoxyribonucleotides. Three enzyme types are known, classes I, II and III. Class II enzymes are anaerobic whereas class I enzymes are aerobic, and so class I and II enzymes are often produced by the same organism under opposing oxygen regimes. Escherichia coli contains two types of class I enzyme (Ia and Ib) with the Fe-dependent Ia enzyme (NrdAB) performing the major role aerobically, leaving the purpose of the Ib enzyme (NrdEF) unclear. Several papers have recently focused on the class Ib enzymes showing that they are Mn (rather than Fe) dependent and suggesting that the E. coli NrdEF may function under redox-stress conditions. A paper published in this issue of Molecular Microbiology from James Imlay's group confirms that this unexplained NrdEF Ib enzyme is Mn-dependent, but shows that it does not substitute for NrdAB during redox stress. Instead, a role during iron restriction is demonstrated. Thus, the purpose of NrdEF (and possibly other class Ib enzymes) is to enhance growth under aerobic, low-iron conditions, and to functionally replace the Fe-dependent NrdAB when iron is unavailable. This finding reveals a new mechanism by which bacteria adjust to life under iron deprivation.

Essential role of Glu-C66 for menaquinol oxidation indicates transmembrane electrochemical potential generation by Wolinella succinogenes fumarate reductase

Quinol:fumarate reductase (QFR) is a membrane protein complex that couples the reduction of fumarate to succinate to the oxidation of quinol to quinone, in a reaction opposite to that catalyzed by the related enzyme succinate:quinone reductase (succinate dehydrogenase). In the previously determined structure of QFR from Wolinella succinogenes, the site of fumarate reduction in the flavoprotein subunit A of the enzyme was identified, but the site of menaquinol oxidation was not. In the crystal structure, the acidic residue Glu-66 of the membrane spanning, diheme-containing subunit C lines a cavity that could be occupied by the substrate menaquinol. Here we describe that, after replacement of Glu-C66 with Gln by site-directed mutagenesis, the resulting mutant is unable to grow on fumarate and the purified enzyme lacks quinol oxidation activity. X-ray crystal structure analysis of the Glu-C66 → Gln variant enzyme at 3.1-Å resolution rules out any major structural changes compared with the wild-type enzyme. The oxidation-reduction potentials of the heme groups are not significantly affected. We conclude that Glu-C66 is an essential constituent of the menaquinol oxidation site. Because Glu-C66 is oriented toward a cavity leading to the periplasm, the release of two protons on menaquinol oxidation is expected to occur to the periplasm, whereas the uptake of two protons on fumarate reduction occurs from the cytoplasm. Thus our results indicate that the reaction catalyzed by W. succinogenes QFR generates a transmembrane electrochemical potential.

Purification and Characterization of a NADPH-Dependent Aldehyde Reductase from Mung Bean That Detoxifies Eutypine, a Toxin from Eutypa lata1

Eutypine (4-hydroxy-3-[3-methyl-3-butene-1-ynyl] benzaldehyde) is a toxin produced by Eutypa lata, the causal agent of eutypa dieback in the grapevine (Vitis vinifera). Eutypine is enzymatically converted by numerous plant tissues into eutypinol (4-hydroxy-3-[3-methyl-3-butene-1-ynyl] benzyl alcohol), a metabolite that is nontoxic to grapevine. We report a four-step procedure for the purification to apparent electrophoretic homogeneity of a eutypine-reducing enzyme (ERE) from etiolated mung bean (Vigna radiata) hypocotyls. The purified protein is a monomer of 36 kD, uses NADPH as a cofactor, and exhibits a Km value of 6.3 μm for eutypine and a high affinity for 3- and 4-nitro-benzaldehyde. The enzyme failed to catalyze the reverse reaction using eutypinol as a substrate. ERE detoxifies eutypine efficiently over a pH range from 6.2 to 7.5. These data strongly suggest that ERE is an aldehyde reductase that could probably be classified into the aldo-keto reductase superfamily. We discuss the possible role of this enzyme in eutypine detoxification.

Regulation of Leaf Senescence by Cytokinin, Sugars, and Light : Effects on NADH-Dependent Hydroxypyruvate Reductase

The aim of this study was to investigate the interactions between cytokinin, sugar repression, and light in the senescence-related decline in photosynthetic enzymes of leaves. In transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants that induce the production of cytokinin in senescing tissue, the age-dependent decline in NADH-dependent hydroxypyruvate reductase (HPR), ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, and other enzymes involved in photosynthetic metabolism was delayed but not prevented. Glucose (Glc) and fructose contents increased with leaf age in wild-type tobacco and, to a greater extent, in transgenic tobacco. To study whether sugar accumulation in senescing leaves can counteract the effect of cytokinin on senescence, discs of wild-type leaves were incubated with Glc and cytokinin solutions. The photorespiratory enzyme HPR declined rapidly in the presence of 20 mm Glc, especially at very low photon flux density. Although HPR protein was increased in the presence of cytokinin, cytokinin did not prevent the Glc-dependent decline. Illumination at moderate photon flux density resulted in the rapid synthesis of HPR and partially prevented the negative effect of Glc. Similar results were obtained for the photosynthetic enzyme ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase. It is concluded that sugars, cytokinin, and light interact during senescence by influencing the decline in proteins involved in photosynthetic metabolism.

Mitochondrial bioenergetics and redox state are unaltered in Trypanosoma cruzi isolates with compromised mitochondrial complex I subunit genes

In trypanosomatids the involvement of mitochondrial complex I in NADH oxidation has long been debated. Here, we took advantage of natural Trypanosoma cruzi mutants which present conspicuous deletions in ND4, ND5 and ND7 genes coding for complex I subunits to further investigate its functionality. Mitochondrial bioenergetics of wild type and complex I mutants showed no significant differences in oxygen consumption or respiratory control ratios in the presence of NADH-linked substrates or FADH(2)-generating succinate. No correlation could be established between mitochondrial membrane potentials and ND deletions. Since release of reactive oxygen species occurs at complex I, we measured mitochondrial H(2)O(2) formation induced by different substrates. Significant differences not associated to ND deletions were observed among the parasite isolates, demonstrating that these mutations are not important for the control of oxidant production. Our data support the notion that complex I has a limited function in T. cruzi.

Der Carrier DcuB als zweiter Sensor des Zweikomponentensystems DcuSR in Escherichia coli

Escherichia coli kann C4-Dicarboxylate und andere Carbonsäuren als Substrate für den aeroben und anaeroben Stoffwechsel nutzen. Die Anwesenheit von C4-Dicarboxylaten im Außenmedium wird über das Zweikomponentensystem DcuSR, bestehend aus der membranständigen Sensorkinase DcuS und dem cytoplasmatischen Responseregulator DcuR, erkannt. Die Bindung von C4-Dicarboxylaten an die periplasmatische Domäne von DcuS führt zu einer Induktion der Zielgene. Hierzu zählen die Gene für den anaeroben Fumarat/Succinat-Antiporter DcuB (dcuB), die anaerobe Fumarase (fumB) und die Fumaratreduktase (frdABCD). Unter aeroben Bedingungen stimuliert DcuSR die Expression des dctA Gens, das für den aeroben C4-Dicarboxylat-Carrier DctA kodiert. Für den Carrier DcuB konnte eine regulatorische Funktion bei der Expression der DcuSR-regulierten Gene gezeigt werden. Die Inaktivierung des dcuB Gens führte bereits ohne Fumarat zu einer maximalen Expression einer dcuB´-´lacZ Reportergenfusion und anderer DcuSR-abhängiger Gene. Diese Stimulierung erfolgte nur in einem dcuS-positiven Hintergrund. DcuB unterscheidet sich damit von den alternativen Carriern DcuA und DcuC, die diesen Effekt nicht zeigten. Mithilfe ungerichteter Mutagenese wurden DcuB-Punktmutanten hergestellt (Thr394Ile und Asp398Asn), die eine Geninduktion verursachten, aber eine intakte Transportfunktion besaßen. Dies zeigt, dass der regulatorische Effekt von DcuB unabhängig von dessen Transportfunktion ist. Durch gerichtete Mutagenese wurde die Funktion einer Punktmutation (Thr394) näher charakterisiert. Es werden zwei Modelle zur Membrantopologie von DcuB und der Lage der Punktmutationen im Protein vorgestellt. Da DcuB seine regulatorische Funktion über eine Interaktion mit DcuS vermitteln könnte, wurden mögliche Wechselwirkungen zwischen DcuB und DcuS als auch DcuR mithilfe von Two-Hybrid-Systemen untersucht. Für biochemische Untersuchungen von DcuB wurde außerdem die Expression des Proteins in vivo und in vitro versucht. Unter aeroben Bedingungen beeinflusst der C4-Dicarboxylat-Carrier DctA die Expression der DcuSR-abhängigen Gene. Eine Mutation des dctA Gens bewirkte eine stärkere Expression einer dctA´-´lacZ Reportergenfusion im Vergleich zum Wildtyp. Diese Expression nahm in einem dcuS-negativen Hintergrund ab, die Succinat-abhängige Induktion blieb jedoch erhalten. Unter anaeroben Bedingungen kann das dctA Gen auch durch Inaktivierung von DcuB induziert werden. Es wird ein Modell vorgestellt, das die Beteiligung beider Carrier an der DcuSR-abhängigen Regulation erklärt.

The C-4-Dicarboxylate carriers DcuB and DctA of Escherichia coli: function as cosensors and topology

Das fakultativ anaerobe Enterobakterium Escherichia coli nutzt C4-Dicarboxylate sowohl unter aeroben als auch anaeroben Bedingungen als Kohlenstoff- und Energiequelle. Die Aufnahme der C4-Dicarboxylaten und die Energiekonservierung mittels Fumaratatmung wird durch das Zweikomponentensystem DcuSR reguliert. Die Sensorhistidinkinase DcuS und der nachgeschaltete Responseregulator DcuR aktivieren bei Verfügbarkeit von C4-Dicarboxylaten die Expression der Gene für den Succinat Transporter DctA, den anaeroben Fumarat/Succinat Antiporter DcuB, die Fumarase B sowie die Fumaratreduktase FrdABCD. Die Transportproteine DctA und DcuB wiederum regulieren die Expression der DcuSR-abhängigen Gene negativ. Fehlen von DctA oder DcuB resultiert bereits ohne Effektor in einer maximalen Expression von dctA bzw. dcuB. Durch gerichtete und ungerichtete Mutagenese wurde gezeigt, dass die Transportfunktion des Carriers DcuB unabhängig von seiner regulatorischen Funktion ist. DcuB kann daher als Cosensor des DcuSR Systems angesehen werden.rnUnter Verwendung von Reportergenfusionen von C-terminal verkürzten Konstrukten von DcuB mit der Alkalischen Phosphatase und der β-Galactosidase wurde die Topologie des Multitransmembranproteins DcuB bestimmt. Zusätzlich wurde die Zugänglichkeit bestimmter Aminosäurereste durch chemische Modifikation mit membran-durchlässigen und membran-undurchlässigen Thiolreagenzien untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse deuten auf die Existenz eines tief in die Membran reichenden, hydrophilen Kanal hin, welcher zum Periplasma hin geöffnet ist. Mit Hilfe der Topologie-Studien, des Hydropathie-Blots und der Sekundärstruktur-Vorhersage wurde ein Modell des Carriers erstellt. DcuB besitzt kurze, periplasmatisch liegende Proteinenden, die durch 12 Transmembranhelices und zwei große hydrophile Schleifen jeweils zwischen TM VII/VIII und TM XI/XII verbunden sind. Die regulatorisch relevanten Reste K353, T396 und D398 befinden sich innerhalb von TM XI sowie auf der angrenzenden cytoplasmatischen Schleife XI-XII. Unter Berücksichtigung der strukturellen und funktionellen Aspekte wurde ein Regulationsmodell erstellt, welches die gemeinsam durch DcuB und DcuS kontrollierte C4-Dicarboxylat-abhängige Genexpression darstellt. rnDer Effekt von DctA und DcuSR auf die Expression einer dctA´-´lacZ Reportergenfusion und auf die aerobe C4-Dicarboxylat-Aufnahme wurde untersucht. In-vivo FRET-Messungen weisen auf eine direkte Wechselwirkung zwischen dem Carrier DctA und dem Sensor DcuS hin. Dieses Ergebnis stützt die Theorie der Regulation von DcuS durch C4-Dicarboxylate und durch die Cosensoren DctA bzw. DcuB mittels direkter Protein-Protein Interaktion.rn

A prokaryotic origin for light-dependent chlorophyll biosynthesis of plants.

Flowering plants require light for chlorophyll synthesis. Early studies indicated that the dependence on light for greening stemmed in part from the light-dependent reduction of the chlorophyll intermediate protochlorophyllide to the product chlorophyllide. Light-dependent reduction of protochlorophyllide by flowering plants is contrasted by the ability of nonflowering plants, algae, and photosynthetic bacteria to reduce protochlorophyllide and, hence, synthesize (bacterio) chlorophyll in the dark. In this report, we functionally complemented a light-independent protochlorophyllide reductase mutant of the eubacterium Rhodobacter capsulatus with an expression library composed of genomic DNA from the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803. The complemented R. capsulatus strain is capable of synthesizing bacteriochlorophyll in the light, thereby indicating that a chlorophyll biosynthesis enzyme can function in the bacteriochlorophyll biosynthetic pathway. However, under dark growth conditions the complemented R. capsulatus strain fails to synthesize bacteriochlorophyll and instead accumulates protochlorophyllide. Sequence analysis demonstrates that the complementing Synechocystis genomic DNA fragment exhibits a high degree of sequence identity (53-56%) with light-dependent protochlorophyllide reductase enzymes found in plants. The observation that a plant-type, light-dependent protochlorophyllide reductase enzyme exists in a cyanobacterium indicates that light-dependent protochlorophyllide reductase evolved before the advent of eukaryotic photosynthesis. As such, this enzyme did not arise to fulfill a function necessitated either by the endosymbiotic evolution of the chloroplast or by multicellularity; rather, it evolved to fulfill a fundamentally cell-autonomous role.

Two new arsenate/sulfate-reducing bacteria: mechanisms of arsenate reduction

Two sulfate-reducing bacteria, which also reduce arsenate, were isolated; both organisms oxidized lactate incompletely to acetate. When using lactate as the electron donor, one of these organisms, Desulfomicrobium strain Ben-RB, rapidly reduced (doubling time = 8 h) 5.1 mM arsenate at the same time it reduced sulfate (9.6 mM). Sulfate reduction was not inhibited by the presence of arsenate. Arsenate could act as the terminal electron acceptor in minimal medium (doubling time = 9 h) in the absence of sulfate. Arsenate was reduced by a membrane-bound enzyme that is either a c-type cytochrome or is associated with such a cytochrome; benzyl-viologen- dependent arsenate reductase activity was greater in cells grown with arsenate/sulfate than in cells grown with sulfate only. The second organism, Desulfovibrio strain Ben-RA, also grew (doubling time = 8 h) while reducing arsenate (3.1 mM) and sulfate (8.3 mM) concomitantly. No evidence was found, however, that this organism is able to grow using arsenate as the terminal electron acceptor. Instead, it appears that arsenate reduction by the Desulfovibrio strain Ben-RA is catalyzed by an arsenate reductase that is encoded by a chromosomally-borne gene shown to be homologous to the arsC gene of the Escherichia coli plasmid, R773 ars system.

Monooxygenase Diversity and Oxygen Activation within Polyketide Antibiotic Biosynthesis

Molecular oxygen (O2) is a key component in cellular respiration and aerobic life. Through the redox potential of O2, the amount of free energy available to organisms that utilize it is greatly increased. Yet, due to the nature of the O2 electron configuration, it is non-reactive to most organic molecules in the ground state. For O2 to react with most organic compounds it must be activated. By activating O2, oxygenases can catalyze reactions involving oxygen incorporation into organic compounds. The oxygen activation mechanisms employed by many oxygenases to have been studied, and they often include transition metals and selected organic compounds. Despite the diversity of mechanisms for O2 activation explored in this thesis, all of the monooxygenases studied in the experimental part activate O2 through a transient carbanion intermediate. One of these enzymes is the small cofactorless monooxygenase SnoaB. Cofactorless monooxygenases are unusual oxygenases that require neither transition metals nor cofactors to activate oxygen. Based on our biochemical characterization and the crystal structure of this enzyme, the mechanism most likely employed by SnoaB relies on a carbanion intermediate to activate oxygen, which is consistent with the proposed substrate-assisted mechanism for this family of enzymes. From the studies conducted on the two-component system AlnT and AlnH, both the functions of the NADH-dependent flavin reductase, AlnH, and the reduced flavin dependent monooxygenase, AlnT, were confirmed. The unusual regiochemistry proposed for AlnT was also confirmed on the basis of the structure of a reaction product. The mechanism of AlnT, as with other flavin-dependent monooxygenases, is likely to involve a caged radical pair consisting of a superoxide anion and a neutral flavin radical formed from an initial carbanion intermediate. In the studies concerning the engineering of the S-adenosyl-L-methionine (SAM) dependent 4-O-methylase DnrK and the homologous atypical 10-hydroxylase RdmB, our data suggest that an initial decarboxylation of the substrate is catalyzed by both of these enzymes, which results in the generation of a carbanion intermediate. This intermediate is not essential for the 4-O-methylation reaction, but it is important for the 10-hydroxylation reaction, since it enables substrate-assisted activation of molecular oxygen involving a single electron transfer to O2 from a carbanion intermediate. The only role for SAM in the hydroxylation reaction is likely to be stabilization of the carbanion through the positive charge of the cofactor. Based on the DnrK variant crystal structure and the characterizations of several DnrK variants, the insertion of a single amino acid in DnrK (S297) is sufficient for gaining a hydroxylation function, which is likely caused by carbanion stabilization through active site solvent restriction. Despite large differences in the three-dimensional structures of the oxygenases and the potential for multiple oxygen activation mechanisms, all the enzymes in my studies rely on carbanion intermediates to activate oxygen from either flavins or their substrates. This thesis provides interesting examples of divergent evolution and the prevalence of carbanion intermediates within polyketide biosynthesis. This mechanism appears to be recurrent in aromatic polyketide biosynthesis and may reflect the acidic nature of these compounds, propensity towards hydrogen bonding and their ability to delocalize π-electrons.

The contribution of genes required for anaerobic respiration to the virulence of Salmonella enterica serovar Gallinarum for chickens

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Participation of genes involved in the process of anaerobic respiration of infection in chickens by salmonella typhimurium

Intestinal pathogens are exposed to various stress conditions during their infectious cycle. Anaerobiosis, one of such hostile condition, is offered by the host within gut and intestinal lumen, where survival, multiplication and entry into intestinal epithelial cells are priority for the invasion of the pathogen. The fumarate reductase (frdABCD), dimethyl sulfoxide (DMSO)-trimethylamine N-oxide (TMAO) reductase (dmsABC), and nitrate reductase (narGHIJ) operons in Salmonella Typhimurium (STM) encode enzymes involved in anaerobic respiration to the electron acceptors fumarate, DMSO, TMAO, and nitrate, respectively. They are regulated in response to nitrate and oxygen availability and changes in cell growth rate. Vitamin B12 (cobalamin) is synthesized by Salmonella Typhimurium only under anaerobic growth conditions used as a cofactor in four known reactions. The deletion of cobS and cbiA genes prevent any form of cobalamin production. In the present study we evaluate the infection of birds by mutants of STM, with the anaerobic respiratory system committed by mutations in the genes: narG, napA, cobS, cbiA, frdA, dmsA, and torC. Virulence was assessed by oral inoculation of groups of one-day-old broilers with 0.1 mL of culture contained 10 8 colony forming units (CFU)/mL or diluted at 10 -3 and 10 -2 of strains mutants of Salmonella Typhimurium. Clinical signs and mortality were recorded over a period of 21 days. In general, the symptoms of chickens infected with the mutant strains were similar to those presenting by control birds. Except for STMNalr cbiA, all showed reduced capacity to cause mortality in comparison with the original strain. The mortality of group of chickens infected with STMNal r △narG, STMNal r △frdA, STMNal r △dmsA and STMNal r △cobS△cbiA showed significant decrease in mortality compared to control group (p<0.05).

Participação de genes associados ao processo de respiração anaeróbica na infecção de aves por Salmonella Typhimurium

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Rekonstitution des Fumaratsensors DcuS in Liposomen und Transport von Fumarat und Succinat in Escherichia coli

Das Zweikomponentenregulationssystem DcuSR kontrolliert die Expression der wichtigsten fumaratinduzierten Gene in Escherichia coli. Die Gene dcuB und dctA, die fürDicarboxylatcarrier kodieren, sowie das Fumaratreduktase-Operon (frd), sind Zielgene für DcuSR. DcuS ist eine membranständige Sensorkinase mit einer großen periplasmatischen Domäne. NMR-spektroskopische Untersuchungen dieser Domäne zeigen Alpha-Helices und Beta-Faltblätter. Für die Fumaratbindung wichtige Aminosäuren wurden durch Mutagenese identifiziert. Gereinigtes DcuS wurde in Liposomen rekonstituiert. In Anwesenheit von ATP wird DcuS autophosphoryliert. Der Phosphatrest kann dann auf DcuR übertragen werden und beweist somit die Aktivität dieses in vitro Testsystems.Der Transport von C4-Dicarboxylaten erfolgt unter anaeroben Bedingungen durch die sekundären Carrier DcuA, DcuB und DcuC. Es konnte ein weiteres Protein (DcuD) identifiziert werden, das hohe Sequenzähnlichkeit zu DcuC aufweist. Eine dcuD-Mutante zeigte keinen Phänotyp und überproduziertes DcuD konnte den Ausfall der anderen Dcu-Carrier nicht kompensieren. DcuD ist damit ein kryptisches Mitglied der Dcu-Carrierfamilie. Unter aeroben Bedingungen katalysiert DctA den Transport von C4-Dicarboxylaten. Dennoch können dctA-Mutanten noch mit Succinat wachsen. Die Diffusionsrate von Succinat durch Membranen wurde bestimmt. Sie ist um Größenordnungen niedriger als der Transport in der Mutante. Bei dem DctA unabhängigen Transportsystem handelt es sich um einen H+/Succinat2-Symporter, der bei saurem pH aktiv ist und viele Eigenschaften eines Monocarboxylatcarriers aufweist.

Funktion der C 4-Dicarboxylat-Transporter DctA und DcuB als Co-Sensoren von DcuS in Escherichia coli

Escherichia coli kann C4-Dicarboxylate sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen zur Energiekonservierung nutzen. Die Synthese der beteiligten Transporter und Enzyme wird auf der Transkriptionsebene durch das Zweikomponentensystem DcuSR reguliert. DcuS ist der Sensor für C4-Dicarboxylate. Der Antwortregulator DcuR wird von DcuS aktiviert und induziert die Expression des C4-Dicarboxylat-Transporters DctA unter aeroben Verhältnissen. Anaerob verstärkt DcuSR die Expression des Fumarat/Succinat-Antiporters DcuB, der Fumarase B und der Fumaratreduktase FrdABCD. DctA und DcuB agieren als Co-Sensoren von DcuS und üben einen negativen Effekt auf die Genexpression von dctA bzw. dcuB aus.rnIn dieser Arbeit wurde die Funktion von DctA und DcuB als Co-Sensoren von DcuS untersucht. Sowohl für DcuB als auch für DctA wurde eine direkte Protein-Protein-Interaktion mit DcuS über ein bakterielles Two-Hybrid System nachgewiesen. DcuS bildete ein Transporter-Sensor-Cluster mit DctA und DcuB. C-terminale Verkürzung und die Mutagenese einzelner Aminosäuren der C-terminalen Helix 8b von DctA führten zu einem Verlust der Interaktion mit DcuS. Mit dieser Interaktion gingen sowohl die regulatorische Funktion als auch die Transportfunktion der Punktmutante DctA-L414A verloren. Ein Verlust der Interaktion wurde ebenfalls zwischen einer konstitutiv aktiven DcuS-Mutante und wildtypischem DctA beobachtet. Ebenso zeigte sich eine partielle Reduktion der Interaktion von DcuS mit DctA, wenn DcuS nach der zweiten Transmembranhelix verkürzt wurde. Die Interaktion zwischen DcuS und DctA wurde durch den Effektor Fumarat modifiziert, ging aber nicht komplett verloren.rnDctA konnte in verschiedenen Plasmidsystemen überproduziert werden und bildete Homotrimere. Die Topologie von DctA wurde mit experimentellen und in silico Methoden aufgeklärt. DctA ähnelt der Struktur und Topologie des Aminosäuretransporters Glt aus Pyrococcus horikoshii. DctA besitzt acht Transmembranhelices mit einem cytosolischen N- und C-Terminus sowie zwei Haarnadelschleifen. Die Substratbindung findet höchstwahrscheinlich in den Haarnadelschleifen statt und der Transport erfolgt nach dem „alternating access“ Modell.rnAußerdem wurde die Funktion des Transporters YfcC untersucht. Das Gen yfcC wurde mit Schlüsselgenen des Acetatstoffwechsels co-transkribiert. In yfcC-Deletionsstämmen zeigte sich ein stammspezifischer Defekt bei Wachstum mit Acetat und Transport von Acetat.