Differences in nitric oxide steady states between arginine, hypoxanthine, uracil auxotrophs (AHU) and non-AHU strains of Neisseria gonorrhoeae during anaerobic respiration in the presence of nitrite

摘要

Neisseria gonorrhoeae can grow by anaerobic respiration using nitrite as an alternative electron acceptor. Under these growth conditions, N. gonorrhoeae produces and degrades nitric oxide (NO), an important host defense molecule. Laboratory strain F62 has been shown to establish and maintain a NO steady-state level that is a function of the nitrite reductase/NO reductase ratio and is independent of cell number. The nitrite reductase activities (122-197 nmol NO2 reduced·min-1·OD600-1) and NO reductase activities (88-155 nmol NO reduced·min-1·OD600-1) in a variety of gonococcal clinical isolates were similar to the specific activities seen in F62 (241 nmol NO2 reduced·min-1·OD600-1 and 88 nmol NO reduced·min-1·OD600-1, respectively). In seven gonococcal strains, the NO steady-state levels established in the presence of nitrite were similar to that of F62 (801-2121 nmol·L-1 NO), while six of the strains, identified as arginine, hypoxanthine, and uracil auxotrophs (AHU), that cause asymptomatic infection in men had either two- to threefold (373-579 nmol·L-1 NO) or about 100-fold (13-24 nmol·L-1 NO) lower NO steady-state concentrations. All tested strains in the presence of a NO donor, 2,2′-(hydroxynitrosohydrazono)bis-ethanimine/NO, quickly lowered and maintained NO levels in the noninflammatory range of NO (<300 nmol·L-1). The generation of a NO steady-state concentration was directly affected by alterations in respiratory control in both F62 and an AHU strain, although differences in membrane function are suspected to be responsible for NO steady-state level differences in AHU strains.%Neisseria gonorrhoeae peut croître par respiration anaérobique en utilisant les nitrites comme accepteurs alternatifs d'électrons. Sous ces conditions de croissance, N. gonorrhoeae produit et dégrade l'oxyde nitrique (NO), une molécule de défense importante de l'hôte. La souche de laboratoire F62 établit et maintient un niveau stable de NO qui est fonction du rapport nitrite réductase/NO réductase et qui est indépendant du nombre de cellules. Les activités de la nitrite réductase (122-197 nmol NO2 réduit·min-1·DO600-1) et de la NO réductase (88-155 nmol NO réduit·min-1·DO600-1) d'une variété d'isolats cliniques de gonocoques étaient similaires aux activités spécifiques observées chez F62 (241 nmol NO2 réduit·min-1·DO600-1 et 88 nmol NO réduit·min-1·DO600-1, respectivement). Chez sept souches de gonocoques, les niveaux de NO à l'équilibre établis en présence de nitrite étaient similaires à ceux des F62 (801-2121 nmol·L-1 NO), alors que six des souches, auxotrophes à l'arginine, l'hypoxanthine et l'uracile (AHU), et qui causent des infections asymptomatiques chez l'humain, avaient des niveaux de 2 à 3 fois (373-579 nmol·L-1 NO) à environ 100 fois (13-24 nmol·L-1 NO) plus faibles de NO à l'équilibre. En présence d'un donneur de NO, le 2,2′-(hydroxynitrosohydrazono)bis-ethanimine/NO, toutes les souches étudiées diminuaient rapidement et maintenaient des niveaux de NO à un seuil non inflammatoire (<300 nmol·L-1). La génération d'une concentration de NO à l'équilibre était directement affectée par des modifications du contrôle respiratoire, tant chez les souches F62 que AHU, quoique des différences de la fonction membranaire soient présumées responsables des différences observées dans les niveaux de NO à l'équilibre chez les souches AHU.