Shiga Toxin (Stx)-konvertierende Bakteriophagen besitzen eine konservierte lambdo-ide Genomstruktur, weisen aber ein hohes Maß an genetischer Diversität auf. Aus diesem Grund wurden die bereits vorhandenen Sequenzdaten der Stx1-Phagen CP-1639 des Escherichia coli O111:H- Stammes 1639/77 und BP-4795 des E. coli O84:H4 Stammes 4795/97 vervollständigt und analysiert. Im Gegensatz zu dem induzierbaren Bakteriophagen BP-4795 fehlen CP-1639 einige Gene, die für den lytischen Lebenszyklus eines Bakteriophagen notwendig sind. Daher handelt es sich bei CP-1639 um einen kryptischen Prophagen, der nicht mehr in der Lage ist das Wirtschromosom zu verlassen und intakte Phagenpartikel zu bilden. Die Integra-tionsstellen wurden innerhalb des Gens yehV für BP-4795 und ssrA für CP-1639 bestimmt. In unmittelbarer Umgebung des Integrationsortes von CP-1639 befindet sich ein eigenständiges integratives Element. Dieses besteht aus drei offenen Lese-rahmen unbekannter Herkunft, sowie einem Integrasegen und kann auch ohne Assoziation mit Phagen-DNA auftreten. Phagen können zusätzlich zu ihrem Genom Gene bakteriellen Ursprungs tragen. Diese können unter anderem infolge von Transpositionen oder einer unkorrekten Exzision der Phagen-DNA aus dem Wirtschromosom während des lytischen Lebenszyklus in das betreffende Phagengenom eingebaut werden. Eines solches Gen des Bakteriophagen BP-4795 kodiert das Typ III Effektorprotein NleA4795, dessen Funktionalität nach dem C-terminalen Einbau von neun Codons des Hämagglutinin (HA)-Epitopes des humanen Influenzavirus in die Sequenz des Gens nleA4795 überprüft wurde. Dies erfolgte unter Verwendung der Western Blot Analyse durch die Expression dieses Fusionsproteins in dem Wildtyp-Stamm 4795/97 und in der Deletionsmutante 4795escN des Stammes 4795/97. Die Typ III Sekretionssys-tem (T3SS)-inaktive Mutante 4795escN wurde im Verlauf dieser Arbeit hergestellt. Diese Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass zur Sekretion von NleA4795 ein in-taktes T3SS notwendig ist. Weiterhin zeigte die Infektion einer HeLa-Zelllinie mit NleA4795-HA exprimierenden Bakterienstämmen und die anschließende Analyse mit Hilfe der Immunfluoreszenz, die Translokation des Proteins in eukaryotische Wirts-zellen. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse dieser Untersuchung auf eine Lokali-sation von NleA4795-HA innerhalb des Trans-Golgi Netzwerkes hin. Die Verbreitung des Gens nleA wurde in insgesamt 170 Shiga Toxin-produzierenden E. coli und enteropathogenen E. coli Stämmen untersucht. Dies führte zur Identifika-tion von 14 verschiedenen Varianten des Gens nleA in 149 der überprüften Stämme, wobei mit Ausnahme von zwei Isolaten ebenfalls ein Markergen des T3SS nachge-wiesen werden konnte. Neben drei bereits bekannten Varianten konnten elf neue Varianten identifiziert werden, deren abgeleitete Aminosäuresequenzen sich zu 71% bis 96% glichen. Sequenzunterschiede traten insbesondere aufgrund der Deletion oder Insertion von vier bis 51 Aminosäuren im Mittelteil der potentiellen Proteine auf. Weiterhin deuten die Ergebnisse dieser Untersuchungen eine Assoziation bestimm-ter Varianten des Gens nleA mit spezifischen E. coli Serogruppen an. Southern-Blot Hybridisierungen zeigten, dass etwa ein Viertel der nleA-positiven Stämme zwei Ko-pien dieses Gens in ihrem Genom tragen. Hierbei handelt es sich meist um zwei verschiedene Varianten. In fast allen Fällen kodiert eine dieser Varianten, aufgrund einer Punktmutation oder Insertion eines IS-Elementes, ein verkürztes und vermut-lich nicht funktionelles Protein. Mit Hilfe von Transduktionsexperimenten konnten verschiedene Varianten des Gens nleA im Genom induzierbarer Phagen nachge-wiesen werden, was auf eine Verbreitung des Gens nleA durch den horizontalen Gentransfer hinweist.

Adenylate cyclase (CyaA, ACT) toxin is one of the major virulence factors of Bordetella pertussis. Although CyaA binds to many types of membranes, it is assumed that the integrin CD11b/CD18 is its receptor which is expressed on the surface of myeloid cells. CyaA belongs to the family of RTX toxin-hemolysins. CyaA acts on the host cells by two independent activities. One of them is the conversion of ATP to cyclic AMP, which is catalyzed by adenylate cyclase (AC) domain after its translocation into the cytosol of the host cell, which leads to the entry of calcium cations into the host cell. Translocation is probably initiated by interaction of CyaA monomer with the target membrane. The second activity is the formation of CyaA channel selective for cations, which probably causes colloid osmotic lysis of target cells. The channel forming activity is provided by RTX hemolysin domain which most probably forms oligomers, although it was found that CyaA as a monomer causes leakage of potassium cations from the host cell. It is also not clear whether the oligomerization of CyaA would occur in solution, or after interaction with the host membrane. The aim of this study was to examine the flow of sodium ions on the membrane of murine macrophages J774A.1, which express integrin CD11b/CD18 on their surface....

Lokale Pyramidenzellen sind die Hauptneurone des Hippocampus und können durch ihre Position und die Morphologie ihrer Dendriten als CA1 und CA3 Pyramidenzellen identifiziert werden. Die Dendriten der exzitatorischen Pyramidenzellen sind mit postsynaptischen Vorwölbungen, den so genannten Spines, bedeckt, welche in einem spezifischen Verteilungsmuster angeordnet sind. Neurotoxine wie das C3 Toxin von Clostridium botulinum sind funktionelle Substanzen, die die neuronale Morphologie verändern und die neuronale Funktion beeinflussen können. In dieser Studie wurden die morphologischen Veränderungen von intrazellulär mit Biocytin gefüllten CA1 Pyramidenzellen qualitativ und quantitativ analysiert. Die hippocampalen Schnittkulturen, in denen sich bekanntermaßen Pyramidenzellen ähnlich entwickeln wie in vivo, wurden dazu herangezogen, die Effekte der C3bot Toxin-Applikation auf die Verzweigung der Dendriten sowie Anzahl und Dichte der dendritischen Spines zu untersuchen. Drei Gruppen von Zellen wurden verglichen: Erstens Neurone, die in serumhaltigem Medium inkubiert worden waren, zweitens Nervenzellen, die in einem Medium ohne Serum inkubiert worden waren und drittens Zellen, die unter Serumentzug dem C3bot Toxin ausgesetzt worden waren. Die Inkubation dauerte 14 Tage, während die Dauer der Toxinexposition zwischen vier und sechs Stunden betrug. Mit Hilfe eines Computers wurden zweidimensionale Nachbildungen der biocytin-markierten CA1 Pyramidenzellen erstellt, und die Gesamtlänge der Dendriten, die Anzahl der dendritischen Verzweigungspunkte und die Gesamtzahl und Dichte der dendritischen Spines gemessen und statistisch ausgewertet. Signifikante Unterschiede wurden zwischen der mit C3 Toxin behandelten Gruppe und der serumhaltig inkubierten Kontrollgruppe beobachtet. Diese signifikanten morphologischen Veränderungen traten selektiv an den Apikaldendriten der toxinbehandelten CA1 Pyramidenzellen auf. Aus der Behandlung resultierte eine Reduktion der Anzahl apikaler Verzweigungspunkte, der Anzahl der apikalen Spines, der Gesamtzahl (basal und apikal addiert) der Spines sowie der Gesamtspinedichte. Im Gegensatz dazu ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen der toxinbehandelten Gruppe und der ohne Serum inkubierten Kontrollgruppe, obwohl der Serumentzug im Vergleich zur serumhaltig inkubierten Kontrollgruppe die Entwicklung der Zellen beeinflusste. Auf Grundlage der beobachteten Veränderungen können wir schließen, dass die Behandlung mit C3 bot einen starken Einfluss selektiv auf die Morphologie der Apikaldendriten ausübt. Der Mechanismus, der dieser selektiven Empfindlichkeit der Apikaldendriten gegenüber dem C3 bot Toxin zugrunde liegt, wird Gegenstand weiterer Untersuchungen sein.

Master of Science / Department of Diagnostic Medicine/Pathobiology / T. G. Nagaraja / Shiga toxin-producing E. coli O157 is a major foodborne pathogen. The organism colonizes the hindgut of cattle and is shed in the feces, which serves as a source of contamination of food. Generally, cattle shed E. coli O157 at low concentrations (≤ 10[superscript]2 CFU/g), but a subset of cattle, known as “super-shedders”, shed high concentrations (>10[superscript]3 CFU/g) and are responsible for increased transmission between animals and subsequent hide and carcass contamination. Therefore, concentration data are an important component of quantitative microbial risk assessment. A four-plex quantitative PCR (mqPCR) targeting rfbE[subscript]O157, stx1, stx2 and eae was developed and validated to detect and quantify E. coli O157 in cattle feces. Additionally, the applicability of the assay to detect E. coli O157 was compared to conventional PCR (cPCR) targeting the same four genes, and a culture method. Specificity of the assay to differentially detect the four genes was confirmed. In cattle feces spiked with pure cultures, detection limits were 2.8 x 10[superscript]4 and 2.8 x 10[superscript]0 CFU/g before and after enrichment, respectively. Detection of E. coli O157 in feedlot cattle fecal samples (n=278) was compared between mqPCR, cPCR, and a culture method. Of the 100 samples that were randomly picked from the 136 mqPCR-positive samples, 35 and 48 tested positive by cPCR and culture method, respectively. Of the 100 samples randomly chosen from the 142 mqPCR-negative samples, all were negative by cPCR, but 21 samples tested positive by the culture method. McNemar’s chi-square tests indicated significant disagreement between the proportions of positive samples detected by the three methods. Applicability of the assay to quantify E. coli O157 was determined with feedlot cattle fecal samples (n=576) and compared to spiral plate method. Fecal samples that were quantifiable for O157 by mqPCR (62/576; 10.8%) were at concentrations of ≥ 10[superscript]4 CFU/g of feces. Only 4.5% (26/576) of samples were positive by spiral plate method, with the majority (17/26; 65.4%) at below 10[superscript]3 CFU/g. In conclusion, the mqPCR assay that targets four genes is a novel and more sensitive method than the cPCR or culture method to detect and quantify E. coli O157 in cattle feces.

The aim of this study was to identify and characterise type II toxin-antitoxin (TA) systems in Burkholderia pseudomallei, the causative agent of the human disease melioidosis. 8 putative TA systems were identified within the genome of B. pseudomallei K96243. 5 of these were located witihn genome islands. Of the candidate toxins, BPSL0175 (RelE1) or BPSS1060 (RelE2) caused growth to cease when expressed in Escherichia coli, whereas expression of BPSS0390 (HicA) or BPSS1584 (HipA) (in an E. coli ΔhipBA background) caused a reduction in the number of culturable bacteria. HicA also caused growth arrest in B. pseudomallei K96243 ΔhicAB. These toxin induced phenotypes were enhanced by an <3kDa extracellular factor that accumulated in the spent medium during growth. Expression of the cognate antitoxins could restore growth and culturability of cells. Expression of hicA in E. coli gave an increased number of persister cells in response to ciprofloxacin or ceftazidime. Site directed mutagenesis studies identified two key residues within the HicA toxin that were essential for both the reduced culturability and increased persistence phenotypes. Deletion of hicAB from B. pseudomallei K96243 did not affect persister cell or survival frequencies compared to the wild type following treatment with a variety of stress conditions. Deletion of the ΔhipBA locus from B. pseudomallei K96243 also had no affect on bacterial persistence or survival under the conditions tested.

Thesis (DSc)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: Plasmids belonging to the IncQ family have an exceptionally broad host-range and are highly mobilizable in the presence of the self-transmissible IncP plasmids. All IncQ plasmids identified to date have certain features in common. The feature that distinguishes them most from all other plasmids is that they have a unique mechanism of replication. Their replicons consist of repA, repB and repC genes encoding a replicase, primase and DNA-binding proteins respectively. All IncQ plasmids contain at least three 22-bp iterons (or 20-bp iterons with 2-bp spacers) that are identical in sequence and to which the RepC DNA-binding protein binds. They replicate by means of a unique strand-displacement mechanism that is considered to place a limit on their size. Replication proceeds by a partially single-stranded intermediate that is believed to result in an increased likelihood of structural instability with an increase in plasmid size. The most compact backbone of IncQ plasmids is approximately 5.9-kb and the largest natural IncQ plasmid reported is 14.2-kb. Although the mobilization regions of IncQ plasmids are not as unique as the replicons, they are all characterized by the primase of the replicon being fused to the relaxase of the mobilization genes. The remainder of the mobilization genes may vary substantially in number and sequence between plasmids and have been subdivided into at least four distinct lineages. This dissertation consists of twenty one manuscripts published during the period 1984 to 2012. The focus is almost entirely on the IncQ plasmid subfamily known as IncQ2. Most of the earlier work was on determining the nature and extent of the replicons, mobilization genes and the toxin-antitoxin plasmid stability system. A strong theme in the latter work focussed on using the natural variation among the IncQ2 plasmids as a means to understand IncQ plasmid evolution. The collection of articles comprises a combination of original research and reviews. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Plasmiede wat aan die IncQ familie behoort kom ‘n uitsonderlike wye gasheerselreeks voor en is hoogs mobiliseerbaar deur middel van die selfoordraagbaar IncP plasmiede. Alle IncQ plasmiedes wat tot datum identifiseer is het sekere gemeenskaplike eienskappe. Die eienskap wat hulle van alle ander plasmiedes onderskei is hul unieke dupliseringsmeganisme. Hul dupliseringsmeganisme bestaan uit repA, repB en repC gene wat onderskeidlik ‘n helikase, ‘n ‘primase’ en ‘n DNSbindingsproteïen enkodeer. Die IncQ plasmiede het ten minste drie 22-bp iterone (of 20-bp iterone met 2-bp skeidingsnukleotiede) met ‘n identiese nukleotiedvolgorde en waaraan die RepCbindingsproteïen bind. Hulle dupliseer deur middel van ‘n unieke DNA-string-vervangingsmeganisme wat ‘n beperking op hul grootte plaas. Tydens replikasie word ‘n intermediêre struktuur gevorm wat gedeeltelik enkelstring is en dit is blykbaar die rede vir ‘n verhoging in strukturële onstabilitiet as die plasmied groter word. Die kleinste ruggraat onder die IncQ plasmiede is min of meer 5.9-kb en die grootste natuurlike IncQ plasmied wat gerapporteer is, is 14.2-kb. Alhoewel die mobiliseringsgebied van die IncQ plasmiede nie so duidelik uitkenbaar as die replikons nie, hierdie gebied is gekenmerk deur ‘n ‘primase’ wat aan ‘n ‘relaxase’ in die mobiliseringsgene gekoppel is. Die oorblywende mobiliseringsgene verskil in beide getal en nukleotiedvolgorde tussen plasmiede en is gebruik om die plasmiede in vier duidelike oorsponggroepe in te deel. Hierdie proefskrif bestaan uit een-en-twintig artikels wat tussen 1984 en 2012 gepubliseer is. Die fokus is hoofsaaklik op die IncQ plasmiedsubfamilie wat as IncQ2 bekend is. Baie van die vroeër werk het oor die aard en omvang van die duplisering en mobiliseringsgene asook die toksienteentoksien plasmiedstabiliseringsmeganisme hanteer. ‘n Sterk tema in die latere werk was om die natuurlike variasie onder die IncQ2 plasmiede te bestudeer ten einde IncQ plasmiedevolusie te verstaan. Die publikasie versameling bestaan uit ‘n kombinasie van oorspronklike navorsing en oorsigartikels.

Intracellular symbioses between bacteria and insects are numerous, and alter the ecology and evolution of host and symbiont alike. Long-term persistence results from either exploitation (e.g., reproductive manipulations) or mutually beneficial interactions (e.g., nutritional mutualisms). The endosymbiont Hamiltonella defensa, while not essential for growth or survival of healthy aphids, protects aphids from attack by parasitoid wasps. In this thesis, I have used a variety of sequenced-based techniques to illuminate the population and genome dynamics of H. defensa and to disentangle how these factors contribute to its ability to persist and protect its hosts.I characterized the phylogenetic relationships among H. defensa strains from aphids and a whitefly using a multilocus approach. Most loci evolve in a clonal manner, and one cluster of strains may have given rise to an obligate symbiosis. Some H. defensa strains were infected with the bacteriophage APSE, which encodes putative eukaryotic specific toxins and has been suggested to be involved in protecting aphids. I sequenced the toxin locus and the flanking regions from the APSE strains and found that although the phage genome backbone was highly conserved, strains contained non-orthologous toxin-cassettes. Sequenced cassettes contained one of three putative toxin families: Shiga toxin, cytolethal distending toxin, and YD-repeat toxins. A correlation was noted that of several genetically identical H. defensa strains, the one without phage APSE encoding the YD-repeat toxin failed to protect its aphid host. This APSE strain carrying the YD-repeat toxin has since been demonstrated to be essential for protection in several related H. defensastrains.To examine additional bacterial encoded loci that might facilitate the persistence in and protection of aphids by H. defensa, I sequenced the genome of one strain and obtained partial genomes of two additional strains. These genomes exhibit a streamlined metabolism, but are littered with mobile DNA and putative virulence factors. Horizontal gene transfer, recombination and rearrangements are common, and phage and plasmids have played an important role in resorting genes. Thus, although H. defensa benefits its host, its facultative lifestyle has resulted in a pattern of genome evolution associated with reproductive parasites rather than long-term mutualists.

Out of fruits and berries there was analyzed and prepared around 230 spontaneous fermentations. Out of them was extracted 17 strains, characterised with activated biocidic, evaluated it´s immune and fungicidal properties, comparing it with yeast S. cerevisiae sensitive and killer strains. The temperatures and pH for the best killer toxin secretion of killer yeast strains and bacterial isolates were defined. It shows that toxins of the isolates can be used against plants, animals and humans pathogenic microorganisms: Candida spp., Fusarium spp., Aspergillus spp., Penicillium spp., Verticillium spp., Venturia spp. 1M yeast strain was found, which had features, necessary for wine yeast and fermentated apple juice quality parameters and was used for natural apple wine semimanufactures production in cooperative company „Vaisių sultys“. During this research it was the first time when the K2 killer preprotoxin gene was cloned successfully to plant Nicotiana tabacum L. and analysed its expression. / Iš vaisių – uogų buvo paruošta ir išanalizuota apie 230 spontaninių raugų. Iš jų išskirta 17 kamienų, pasižyminčių biocidiniu aktyvumu, įvertintos jų imuninės ir fungicidinės savybės, lyginant juos su mielių S. cerevisiae jautriais ir kileriniais kamienais. Parodyta, kad izoliatų toksinai gali būti panaudoti kovai su patogeniniais mikroorganizmais. Nustatytos išskirtų kilerinių mielių ir bakterijų izoliatų sekretuojamų toksinų geriausios raiškos temperatūros ir pH sąlygos. Nustatytas rastų bakterinių izoliatų poveikis augalų, gyvūnų bei žmonių patogenams: Candida spp., Fusarium spp., Aspergillus spp., Penicillium spp., Verticillium spp., Venturia spp. Aptiktas naujas mielių S. cerevisiae kilerinis kamienas, kuris pasižymėjo savybėmis, reikalingomis pramoninėms vynų mielėms ir fermentuotų obuolių sulčių kokybės parametrams, ir buvo panaudotas obuolių vyno natūralaus pusgaminio gamyboje kooperatinėje bendrovėje „Vaisių sultys“. Atlikus transformuoto augalo Nicotiana tabacum L., nešančio mielių S. cerevisiae K2 kilerinio preprotoksino geno vektorius, molekulinę analizę, parodytas kilerinio geno buvimas. Įvertinta K2 kilerinio preprotoksino geno, reguliuojamo CaMV promotoriumi, raiška mielėse.

Iš vaisių – uogų buvo paruošta ir išanalizuota apie 230 spontaninių raugų. Iš jų išskirta 17 kamienų, pasižyminčių biocidiniu aktyvumu, įvertintos jų imuninės ir fungicidinės savybės, lyginant juos su mielių S. cerevisiae jautriais ir kileriniais kamienais. Parodyta, kad izoliatų toksinai gali būti panaudoti kovai su patogeniniais mikroorganizmais. Nustatytos išskirtų kilerinių mielių ir bakterijų izoliatų sekretuojamų toksinų geriausios raiškos temperatūros ir pH sąlygos. Nustatytas rastų bakterinių izoliatų poveikis augalų, gyvūnų bei žmonių patogenams: Candida spp., Fusarium spp., Aspergillus spp., Penicillium spp., Verticillium spp., Venturia spp. Aptiktas naujas mielių S. cerevisiae kilerinis kamienas, kuris pasižymėjo savybėmis, reikalingomis pramoninėms vynų mielėms ir fermentuotų obuolių sulčių kokybės parametrams, ir buvo panaudotas obuolių vyno natūralaus pusgaminio gamyboje kooperatinėje bendrovėje „Vaisių sultys“. Atlikus transformuoto augalo Nicotiana tabacum L., nešančio mielių S. cerevisiae K2 kilerinio preprotoksino geno vektorius, molekulinę analizę, parodytas kilerinio geno buvimas. Įvertinta K2 kilerinio preprotoksino geno, reguliuojamo CaMV promotoriumi, raiška mielėse. / Out of fruits and berries there was analyzed and prepared around 230 spontaneous fermentations. Out of them was extracted 17 strains, characterised with activated biocidic, evaluated it´s immune and fungicidal properties, comparing it with yeast S. cerevisiae sensitive and killer strains. The temperatures and pH for the best killer toxin secretion of killer yeast strains and bacterial isolates were defined. It shows that toxins of the isolates can be used against plants, animals and humans pathogenic microorganisms: Candida spp., Fusarium spp., Aspergillus spp., Penicillium spp., Verticillium spp., Venturia spp. 1M yeast strain was found, which had features, necessary for wine yeast and fermentated apple juice quality parameters and was used for natural apple wine semimanufactures production in cooperative company „Vaisių sultys“. During this research it was the first time when the K2 killer preprotoxin gene was cloned successfully to plant Nicotiana tabacum L. and analysed its expression.

Toksino-antitoksino (TA) sistemos – tai poros viename operone esančių bakterijų ir archėjų genų, kurių vienas koduoja toksišką baltymą, o antras – jį neutralizuojantį baltymą-antitoksiną. Tol, kol ląstelėje gaminamas pakankamas abiejų baltymų kiekis, antitoksinas jungiasi su toksinu ir jį išaktyvina. Tačiau, esant nepalankioms aplinkos sąlygoms, labilesnis antitoksinas suardomas aktyvintų proteazių, o likęs laisvas stabilesnis toksinas slopina gyvybiškai svarbius ląstelinius procesus – baltymų arba DNR biosintezę, dėl ko stabdomas ląstelių augimas arba jos žūva. Escherichia coli chromosomoje aprašyta daugiau nei dešimt TA sistemų, kurių viena yra dinJ-yafQ, apie kurią žinoma labai nedaug. Anksčiau laboratorijoje atliktuose darbuose nustatyta, kad dinJ-yafQ koduoja transliaciją slopinantį toksiną YafQ, o DinJ ir YafQ baltymai sudaro stiprų baltymų kompleksą, slopinantį YafQ toksišką poveikį. Kol kas nieko nėra žinoma apie YafQ molekulės sritis, svarbias sąveikai su antitoksinu DinJ. Šiame darbe sekai atrankios mutagenezės metodu buvo tirtos YafQ baltymo sritys, svarbios sąveikai su „savuoju“ toksinu DinJ. TA sistemoms būdinga savo operono transkripcijos autoreguliacija. DNR sulėtinimo gelyje eksperimentais parodėme atrankią DNR ir antitoksino DinJ bei DinJ-YafQ baltymų komplekso sąveiką. Laisvas antitoksinas DinJ silpniau sąveikauja su DNR nei būdamas komplekse su YafQ, o sąveikai su DNR svarbi DinJ baltymo N galinė dalis. Iš dviejų dinJ-yafQ operono promotoriaus srityje... [toliau žr. visą tekstą] / Prokaryotic toxin antitoxin systems consist of two adjacent genes, where one encodes a stable toxin harmful to essential cellular processes (translation or DNA synthesis), and the other a labile antitoxin, capable of blocking the toxin's activity by binding into stable protein complex. TA systems are proposed to be involved in bacterial adaptation to stress conditions by modulating the level of essential biological processes. There are at least ten characterized chromosome-encoded TA loci in Escherichia coli. The dinJ-yafQ operon codes for YafQ toxin which is neutralized by its cognate antitoxin, DinJ. YafQ is known to inhibit translation in vivo and belongs to the RelE toxin family of toxin ribonucleases. By using site-specific mutagenesis of YafQ, we have investigated the protein regions important for its interaction with DinJ antitoxin. Transcriptional autoregulation has been reported for members of all known TA gene families and appears to be general characteristic of regulation of TA loci. In this work electrophoretic mobility shift assay was used to investigate the interaction between the antitoxin DinJ and DinJ-YafQ complex and dinJ-yafQ operon promoter DNA. Antitoxin DinJ in the complex with YafQ had an enhanced DNA-binding affinity compared to free DinJ. N-terminal domain of antitoxin is crucial for interaction with DNA. Bioinformatic analysis of dinJ-yafQ operon promoter region revealed several palindromic DNA islands and their importance for interaction with DinJ... [to full text]