Genetische und biochemische Analysen des Pseudomonas aeruginosa Psl-Exopolysaccharids zeigen überlappende Rollen für die Enzyme der Polysaccharidsynthese bei der Produktion von Psl und LPS

Exopolysaccharide tragen erheblich zur Anheftung und Biofilmbildung des opportunistischen Pathogens Pseudomonas aeruginosa bei. Das Psl-Polysaccharid, das durch das Polysaccharid-Syntheselocus (psl) synthetisiert wird, ist erforderlich für die Biofilmbildung in nicht-mukoiden Stämmen, die nicht auf Alginat als das Haupt-Biofilmpolysaccharid angewiesen sind. In-Frame-Deletions- und Komplementierungsstudien einzelner psl-Gene zeigten, dass 11 psl-Gene, pslACDEFGHIJKL, für die Psl-Produktion und die Oberflächenanheftung benötigt werden. Wir präsentieren auch die erste strukturelle Analyse des psl-abhängigen Polysaccharids, das aus einem wiederholenden Pentasaccharid besteht, das d-Mannose, d-Glucose und l-Rhamnose enthält: Siehe Text. Darüber hinaus identifizierten wir die Zuckernukleotidvorläufer, die an der Psl-Generierung beteiligt sind, und demonstrierten die Notwendigkeit von GDP-d-Mannose, UDP-d-Glucose und dTDP-l-Rhamnose für die Psl-Produktion und Oberflächenanheftung. Schließlich zeigten genetische Analysen, dass wbpW die Psl-Produktion in einem pslB-Mutanten wiederherstellte und pslB die A-Band LPS-Synthese in einem wbpW-Mutanten förderte, was auf funktionale Redundanz und überlappende Rollen dieser beiden Enzyme hinweist. Die hier präsentierten strukturellen und genetischen Daten bieten eine Grundlage für weitere Untersuchungen der Psl-Proteine und möglicher Rollen von Psl in der Biologie und Pathogenese von P. aeruginosa.