CadA бактерии Mesorhizobium metallidurans, выделенной из богатой цинком почвы горнодобывающего района, — АТФаза типа P(IB-2), участвующая в устойчивости к кадмию и цинку

Mesorhizobium metallidurans STM 2683(T) — азотфиксирующая бактерия, образующая клубеньки на Anthyllis vulneraria в хвостах обогащения руды, сильно загрязнённых цинком, свинцом и кадмием. Чтобы изучить механизмы устойчивости этой бактерии к металлам, провели функциональный скрининг космидной геномной библиотеки M. metallidurans на устойчивость к цинку и кадмию. В одном из космидных клонов обнаружили ген, кодирующий АТФазу типа P(IB), гомологичную CadA, которая обеспечивает устойчивость к кадмию и цинку у Escherichia coli. Белок CadA содержит дупликацию пары N-концевых доменов связывания металлов: домена, связывающего тяжёлые металлы, и расположенного за ним домена, обогащённого гистидином. Такая структура обеспечивает специфическое связывание катионов цинка и кадмия. Штамм M. metallidurans с делецией cadA не рос при высоких концентрациях цинка (2 мМ), а при более низких концентрациях рост замедлялся. Исследование экспрессии с помощью транскрипционного слияния промотора cadA с геном gfp показало, что в лабораторных условиях экспрессия cadA у M. metallidurans дозозависимо индуцируется цинком и кадмием; после воздействия цинка индукция наблюдалась также в клубеньках A. vulneraria. У штамма с делецией cadA чувствительность к индукции металлами была выше. В этом исследовании cadA впервые идентифицирован как детерминанта устойчивости у мезоризобий, участвующая в детоксикации кадмия и цинка и повышающая способность M. metallidurans переносить высокие концентрации цинка. Эти результаты расширяют знания о данной бактерии и позволяют рассматривать её для использования в качестве симбиотического инокулянта Anthyllis в стратегиях фитостабилизации участков, загрязнённых металлами.