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Merck

Genetic basis for metabolism of methylated sulfur compounds in Methanosarcina species.

Journal of bacteriology (2015-02-19)
He Fu, William W Metcalf
ZUSAMMENFASSUNG

Methanosarcina acetivorans uses a variety of methylated sulfur compounds as carbon and energy sources. Previous studies implicated the mtsD, mtsF, and mtsH genes in catabolism of dimethylsulfide, but the genes required for use of other methylsulfides have yet to be established. Here, we show that a four-gene locus, designated mtpCAP-msrH, is specifically required for growth on methylmercaptopropionate (MMPA). The mtpC, mtpA, and mtpP genes encode a putative corrinoid protein, a coenzyme M (CoM) methyltransferase, and a major facilitator superfamily (MFS) transporter, respectively, while msrH encodes a putative transcriptional regulator. Mutants lacking mtpC or mtpA display a severe growth defect in MMPA medium but are unimpaired during growth on other substrates. The mtpCAP genes comprise a transcriptional unit that is highly and specifically upregulated during growth on MMPA, whereas msrH is monocistronic and constitutively expressed. Mutants lacking msrH fail to transcribe mtpCAP and grow poorly in MMPA medium, consistent with the assignment of its product as a transcriptional activator. The mtpCAP-msrH locus is conserved in numerous marine methanogens, including eight Methanosarcina species that we showed are capable of growth on MMPA. Mutants lacking the mtsD, mtsF, and mtsH genes display a 30% reduction in growth yield when grown on MMPA, suggesting that these genes play an auxiliary role in MMPA catabolism. A quadruple ΔmtpCAP ΔmtsD ΔmtsF ΔmtsH mutant strain was incapable of growth on MMPA. Reanalysis of mtsD, mtsF, and mtsH mutants suggests that the preferred substrate for MtsD is dimethylsulfide, while the preferred substrate for MtsF is methanethiol. Methylated sulfur compounds play pivotal roles in the global sulfur and carbon cycles and contribute to global temperature homeostasis. Although the degradation of these molecules by aerobic bacteria has been well studied, relatively little is known regarding their fate in anaerobic ecosystems. In this study, we identify the genetic basis for metabolism of methylmercaptopropionate, dimethylsulfide, and methanethiol by strictly anaerobic methanogens of the genus Methanosarcina. These data will aid the development of predictive sulfur cycle models and enable molecular ecological approaches for the study of methylated sulfur metabolism in anaerobic ecosystems.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® PK 1-3, from peat, steam activated, granular
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Sigma-Aldrich
Dimethylsulfid, ≥99%, FCC, FG
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Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® SX ultra, from peat, steam activated and acid washed, highly purified, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfid, ≥99%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® GAC 1240W, from coal, steam activated, granular
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® SX2, powder, from peat, multi-purpose activated charcoal, steam activated and acid washed
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® RB3, steam activated, rod
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Purin, 98%
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Sigma-Aldrich
Kohlenstoff, mesoporös, less than 100 ppm Al, Ti, Fe, Ni, Cu, and Zn combined
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Sigma-Aldrich
meso-2,3-Dimercaptobernsteinsäure, ~98%
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Sigma-Aldrich
Kohlenstoff, mesoporös, nanopowder, less than 500 ppm Al, Ti, Fe, Ni, Cu, and Zn combined
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Aktivkohle-Norit®, Norit® CA1, wood, chemically activated, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfid, anhydrous, ≥99.0%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Methyl-3-(methylthio)propionat, ≥98%, FG
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Kohlenstoff, mesoporös
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Kohlenstoff, mesoporös, nanopowder, graphitized, less than 250 ppm Al, Ti, Fe, Ni, Cu, and Zn combined
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfid, natural, ≥99%, FCC, FG
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Kohlenstoff, mesoporös, hydrophilic pore surface
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Aktivkohle-Norit®, Norit® RBAA-3, rod
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Methyl-3-(methylthio)propionat, 98%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Digoxigenin, analytical standard
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Dimethylsulfid, analytical standard
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Sigma-Aldrich
Methan-12C, 99.99 atom % 12C
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, rod, 100mm, diameter 5.0mm, glassy carbon
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, foam, 150x150mm, thickness 2.5mm, bulk density 0.05g/cm3, porosity 96.5%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, foil, 25x25mm, thickness 0.5mm, glassy carbon
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Digoxigenin, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, rod, 100mm, diameter 3.0mm, glassy carbon
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, rod, 5mm, diameter 3.0mm, glassy carbon
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Carbon - Vitreous, foam, 150x150mm, thickness 3.2mm, bulk density 0.05g/cm3, porosity 96.5%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.