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See detailIdentification, production et caractérisation de l’amylolysine, un lantibiotique de Type-B produit par Bacillus amyloliquefaciens GA1
Arguelles Arias, Anthony ULg

Doctoral thesis (2014)

Bacillus amyloliquefaciens GA1, antérieurement dénommée Bacillus subtilis GA1, est décrit dans la littérature comme étant une souche capable d’inhiber la croissance de nombreux micro-organismes. Afin ... [more ▼]

Bacillus amyloliquefaciens GA1, antérieurement dénommée Bacillus subtilis GA1, est décrit dans la littérature comme étant une souche capable d’inhiber la croissance de nombreux micro-organismes. Afin d’identifier les molécules responsables de ces activités biologiques, un séquençage partiel et aléatoire du génome de cette souche a été entrepris au laboratoire. Parallèlement à ce séquençage, nous avons entrepris une caractérisation globale des propriétés biologiques des métabolites secondaires produits par cette souche. La production de ces métabolites, essentiellement de type PKs et NRPs, a été mise en évidence par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS). Ainsi, nous avons pu mettre en évidence la présence de plusieurs clusters de gènes mais également la production de lipopeptides, polykétides et sidérophores. Lors du séquençage partiel du génome de B. amyloliquefaciens GA1, l’identification d’une séquence de 800 paires de bases (bp) homologue à celle d’un gène de Bacillus licheniformis ATCC 14580 codant pour une enzyme de modification d’un lantibiotique (« Lanthionine containing antibiotic »), nous a permis d’émettre l’hypothèse que B. amyloliquefaciens GA1 pourrait produire une molécule de type lantibiotique. Afin de vérifier cette hypothèse, nous avons entrepris l’identification, la purification et la caractérisation de ce peptide antibactérien. Pour permettre cette caractérisation, nous avons tout d’abord mis au point une méthode de production et de purification adaptée aux lantibiotiques. En parallèle, un séquençage des gènes responsables de la biosynthèse de ce lantibiotique, dénommé amylolysine, a également été réalisé. Les gènes responsables de la biosynthèse du lantibiotique sont au nombre de sept, formant quatre opérons, pour une taille totale de 9,6 kilobases (kb). La masse moléculaire du lantibiotique purifié, ainsi que les gènes de biosynthèse de celui-ci, nous ont confirmé que le lantibiotique produit par B. amyloliquefaciens GA1 est un lantibiotique qui n’avait pas encore été décrit dans la littérature. Nous avons mis en évidence le mode d’action de cette bactériocine de Type 1 et initier une étude structurale de cette dernière. Nos résultats ont démontrés que l’amylolysine est un lantibiotique de Type-B bien que son mode d’action soit atypique pour ce type de molécule. En effet, l’amylolysine est capable, à la fois, d’interagir avec le lipide II, ce qui inhibe la synthèse du peptidoglycane, et de former des pores dans la membrane des bactéries sensibles. Ce double mode d’action, décrit chez les lantibiotiques de Type-A, n’a jamais été décrit chez les lantibiotiques de Type-B, qui, en général ne sont pas capables de former des pores dans la membrane des bactéries. Enfin, dans le but de démontrer une application biotechnologique de l’amylolysine, sa capacité à inhiber la croissance de souches pathogènes, tel que Listeria monocytogenes, sur de la viande de volaille a été démontrée et comparée à la nisine, un lantibiotique utilisé en tant qu’agent de conservation dans l’industrie agro-alimentaire depuis de nombreuses années. En plus d’inhiber la croissance de L. monocytogenes, nous avons démontré que l’amylolysine est plus stable que la nisine par rapport aux protéases présentes naturellement dans la viande de volaille. Ce qui fait de l’amylolysine un excellent candidat pour l’utilisation de cette dernière en tant qu’agent de conservation. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailSynthesis and biological evaluation of potential threonine synthase inhibitors: Rhizocticin A and Plumbemycin A
Gahungu; Arguelles Arias, Anthony ULg; Fickers, Patrick ULg et al

in Bioorganic & Medicinal Chemistry (2013), 21

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Peer Reviewed
See detailISOLATION OF THE ANTIMICROBIAL CYCLIC PEPTIDE SUBTILOSIN A FROM A GUT-ASSOCIATED BACILLUS SUBTILIS STRAIN
Schyns, Ghislain; Serra, Claudia; Henriques, Adriano et al

in American Journal of Biochemistry & Biotechnology (2013), 9(3),

Detailed reference viewed: 14 (3 ULg)
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Peer Reviewed
See detailAntimicrobial Activity of Bacillus amyloliquefaciens ANT1 Toward Pathogenic Bacteria and Mold: Effects on Biofilm Formation
Arguelles Arias, Anthony ULg; Nastro, Rosa Anna; Ongena, Marc ULg et al

in Probiotics and Antimicrobial Proteins (2013)

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Peer Reviewed
See detailCharacterization of amylolysin, a novel lantibiotic from Bacillus amyloliquefaciens GA1
Arguelles Arias, Anthony ULg; Ongena, Marc ULg; Devreese, Bart et al

in PLoS ONE (2013), 8(12),

Background: Lantibiotics are heat-stable peptides characterized by the presence of thioether amino acid lanthionine and methyllanthionine. They are capable to inhibit the growth of Gram-positive bacteria ... [more ▼]

Background: Lantibiotics are heat-stable peptides characterized by the presence of thioether amino acid lanthionine and methyllanthionine. They are capable to inhibit the growth of Gram-positive bacteria, including Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus or Bacillus cereus, the causative agents of food-borne diseases or nosocomial infections. Lantibiotic biosynthetic machinery is encoded by gene cluster composed by a structural gene that codes for a pre-lantibiotic peptide and other genes involved in pre-lantibiotic modifications, regulation, export and immunity. Methodology/Findings: Bacillus amyloliquefaciens GA1 was found to produce an antimicrobial peptide, named amylolysin, active on an array of Gram-positive bacteria, including methicillin resistant S. aureus. Genome characterization led to the identification of a putative lantibiotic gene cluster that comprises a structural gene (amlA) and genes involved in modification (amlM), transport (amlT), regulation (amlKR) and immunity (amlFE). Disruption of amlA led to loss of biological activity, confirming thus that the identified gene cluster is related to amylolysin synthesis. MALDI-TOF and LC-MS analysis on purified amylolysin demonstrated that this latter corresponds to a novel lantibiotic not described to date. The ability of amylolysin to interact in vitro with the lipid II, the carrier of peptidoglycan monomers across the cytoplasmic membrane and the presence of a unique modification gene suggest that the identified peptide belongs to the group B lantibiotic. Amylolysin immunity seems to be driven by only two AmlF and AmlE proteins, which is uncommon within the Bacillus genus. Conclusion/Significance: Apart from mersacidin produced by Bacillus amyloliquefaciens strains Y2 and HIL Y-85,544728, reports on the synthesis of type B-lantibiotic in this species are scarce. This study reports on a genetic and structural characterization of another representative of the type B lantibiotic in B. amyloliquefaciens. Copyright: © 2013 Arguelles Arias et al. [less ▲]

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See detailGram-positive antibiotic biosynthetic clusters: a review
Arguelles Arias, Anthony ULg

in Science against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technological Advances (2011)

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Peer Reviewed
See detailGram-positive antibiotic biosynthesis cluster: a review.
Arguelles Arias, Anthony ULg; Craig, M.; Fickers, Patrick ULg

in Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances (2011)

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See detailAMYLOLYSIN, A LANTIBIOTIC PRODUCED BY BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS GA1.
Arguelles Arias, Anthony ULg

Poster (2010, November 05)

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Peer Reviewed
See detailAntilisterial Activity on Poultry Meat of Amylolysin, a Bacteriocin from Bacillus amyloliquefaciens GA1
Halimi, Badre Eddine ULg; Dortu, Carine; Arguelles Arias, Anthony ULg et al

in Probiotics and Antimicrobial Proteins (2010)

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