Gene cloning and characteristics of the RND-type multidrug efflux pump MuxABC-OpmB possessing two RND components in Pseudomonas aeruginosa

Abstract

muxA-muxB-muxC-opmB (formerly PA2528-PA2527-PA2526-opmB), encoding a putative resistance nodulation cell division (RND)-type multidrug efflux pump system, was cloned from Pseudomonas aeruginosa PAO1. Introduction of muxABC-opmB into P. aeruginosa YM64, a drug-hypersusceptible strain, led to elevated MICs of aztreonam, macrolides, novobiocin and tetracycline. Since muxB and muxC, both of which encode RND components, were essential for function, MuxABC-OpmB is thought to be a drug efflux pump with four components. One novobiocin-resistant mutant, PMX725, isolated from P. aeruginosa PMX7 showed elevated resistance not only to novobiocin but also to aztreonam, macrolides and tetracycline. Increased mRNA expression of muxABC-opmB was observed in the mutant PMX725 compared with the parental strain. Sequencing analysis revealed that a single-nucleotide insertion had occurred in the deduced promoter region for muxABC-opmB in PMX725. In this study, we have characterized the last RND-type multidrug efflux pump predicted from the genome sequence in P. aeruginosa.

Pseudomonas aeruginosa Resistance Mechanisms: Efflux Pump Systems

“…P.aeruginosa'daki 10 RND pompası (iki metal katyon transport proteini hariç); MexABOprM, MexCD-OprJ, MexEF-OprN, MexXY, MexJK, MexGHI-OpmD, MexVW, MexPQOpmE, MexMN ve triABC olarak adlandırılır (Tablo 1). Bunlara ek olarak daha önceleri muhtemel bir RND tipi atım pompası bileşenleri olarak bilinen PA2528-PA2527-PA2526-OpmB gen bölgelerinin MuxABC-OpmB olarak adlandırılan RND tipi atım pompasını kodladığı bildirilmiştir (23) . Bu pompaların bazılarının substratları ortak iken kendi ekspresyonlarına özgü farklı fenotiplere de sahiptirler.…”

“…MexAB-OprM operonunun ikinci bir düzenleyici faktörü olan NaID, TetR ailesinden Tablo 1. P.aeruginosa'daki RND atım pompalarının özellikleri (18,23,38) . (26) .…”

“…Bu pompa için substrat olarak bir antibiyotik bildirilmemiştir (22) . MuxABC-OpmB; P.aeruginosa'da RND sistemine ait en son bildirilen atım pompasıdır (23) . Mutant suşlarla yapılan çalışmalarda bu pompanın yokluğunda aztreonam, makrolidler, novobiyosin ve tetrasikline dirençte artış gözlenmiştir (23) .…”

“…MuxABC-OpmB; P.aeruginosa'da RND sistemine ait en son bildirilen atım pompasıdır (23) . Mutant suşlarla yapılan çalışmalarda bu pompanın yokluğunda aztreonam, makrolidler, novobiyosin ve tetrasikline dirençte artış gözlenmiştir (23) . PA2528-PA2527-PA2526-OpmB geni, MuxABC-OpmB olarak adlandırılan RND tipi atım pompasını kodlamaktadır.…”

“…Bunun gibi bir RND atım pompası ilk olarak E.coli'de (MdtABCD) bildirilmiştir (4) . P.aeruginosa'da ise en son bildirilen atım pompasıdır (23) .…”