The mutation R423S in the Bacillus thuringiensis hybrid toxin CryAAC increases in vitro oligomerisation and in vivo toxicity against Spodoptera frugiperda



Título del documento: The mutation R423S in the Bacillus thuringiensis hybrid toxin CryAAC increases in vitro oligomerisation and in vivo toxicity against Spodoptera frugiperda
Revista: Biotecnología aplicada
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000349122
ISSN: 0864-4551
Autores: 1
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Instituciones: 1Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología, Departamento de Biotecnología Ambiental, La Habana. Cuba
Año:
Volumen: 24
Número: 2
Paginación: 126-131
País: Cuba
Idioma: Español
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental
Resumen en español La toxina híbrida CryAAC (1Ac/1Ac/1Ca) de Bacillus thuringiensis es toxica contra la palomilla del maíz (Spodoptera frugiperda). Previamente se demostró que la mutación R423S que incrementa la flexibilidad en el lazo b7/b8 (G391-P397) de CryAAC tuvo un efecto positivo en la toxicidad del híbrido contra Mamestra brassicae. De acuerdo a esto, nosotros hemos investigado la toxicidad del híbrido mutante CryAAC-R423S contra dos estados del desarrollo larval de S. frugiperda. Los bioensayos demostraron que la sustitución R423S en CryAAC casi duplicó la toxicidad hacia larvas neonatas de S. frugiperda (LC50 165 contra 288 ng/cm2) y tuvo un efecto inhibidor más fuerte sobre el crecimiento de larvas de tercer estadio [inhibición del crecimiento (I.C.) 137% contra 112%). Las características de CryAAC en S. frugiperda, tales como, la activación in vitro de la protoxina con jugo gástrico y la unión de la toxina purificada por FPLC a proteínas de la membrana de borde en cepillo no se afectaron por la sustitución R423S. Por el contrario, la activación de las protoxinas en presencia de vesículas de la membrana de borde en cepillo de S. frugiperda reveló diferencias en la concentración de la forma oligomérica generada por la toxina híbrida y la híbrida mutante y que podría ser la razón para el incremento de la toxicidad observada in vivo de CryAAC-R423S
Resumen en inglés Bacillus thuringiensis hybrid toxin CryAAC (1Ac/1Ac/1Ca) is toxic to fall armyworm (Spodoptera frugiperda). It has been previously demonstrated that a R423S mutation that increases flexibility in the CryAAC loop b7/b8 (G391-P397) had a positive effect in the toxicity of the hybrid against Mamestra brassicae. According to above mentioned results, we have investigated the toxicity of the mutant hybrid CryAAC-R423S against S. frugiperda at two stages of larval development. Bioassays demonstrated that R423S substitution in CryAAC almost doubled the toxicity to S. frugiperda neonates (LC50 165 against 288 ng/cm2) and had the strongest inhibitory effect on the third-instar larvae growth [growth inhibition (G.I.) 137% against 112%]. Features of CryAAC in S. frugiperda such as, protoxin in vitro processing with gut juice and binding of FPLC-purified toxins to proteins from brush border membranes were not affected after R423S substitution. On the contrary, protoxin activation in the presence of S. frugiperda brush border membrane vesicles revealed differences in the concentration of generated oligomeric form between the hybrid and the mutant hybrid toxin that could be the reason for the increased in vivo toxicity observed for CryAAC-R423S
Disciplinas: Biología,
Química
Palabras clave: Bacterias,
Insectos,
Bioquímica,
Bacillus thuringiensis,
Toxinas Cry,
Spodoptera frugiperda,
Mutación R423S,
Oligomerización
Keyword: Biology,
Chemistry,
Bacteria,
Insects,
Biochemistry,
Bacillus thuringiensis,
Cry toxins,
Spodoptera frugiperda,
R423S mutation,
Oligomerization
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