Detection and expression of SapS, a class C nonspecific acid phosphatase with O-phospho-L- tyrosine-phosphatase activity, in Staphylococcus aureus isolates from patients with chronic osteomyelitis / Detección y expresión de SapS, una fosfatasa ácida no específica de clase C con actividad de fosfatasa O-fosfotirosina, en aislamientos de Staphylococcus aureus de pacientes con osteomielitis crónica

ABSTRACT

Introduction. The identity of Staphylococcus aureus virulence factors involved in chronic osteomyelitis remains unresolved. SapS is a class C non-specific acid phosphatase and a well-known virulence factor that has been identified in S. aureus strain 154 but in protein extracts from rotting vegetables. Objective. To identify the SapS gene and characterize the activity of SapS from S. aureus strains 12 isolates from bone infected samples of patients treated for chronic osteomyelitis and 49 from a database with in silico analysis of complete bacterial genomes. Materials and methods. The SapS gene was isolated and sequenced from 12 S. aureus clinical isolates and two reference strains; 49 S. aureus strains and 11 coagulase-negative staphylococci were tested using in silico PCR. Culture media semi-purified protein extracts from the clinical strains were assayed for phosphatase activity with p-nitro-phenyl- phosphate, O-phospho-L-tyrosine, O-phospho-L-serine, and OphosphoL-threonine in conjunction with various phosphatase inhibitors. Results. SapS was detected in the clinical and in-silico S. aureus strains, but not in the in silico coagulase-negative staphylococci strains. Sec-type I lipoprotein-type N-terminal signal peptide sequences; secreted proteins, and aspartate bipartite catalytic domains coding sequences were found in the SapS nucleotide and amino acid sequence analysis. SapS dephosphorylated with p-nitro-phenyl-phosphate and ophosphoLtyrosine were selectively resistant to tartrate and fluoride, but sensitive to vanadate and molybdate. Conclusion. SapS gene was found in the genome of the clinical isolates and the in silico S. aureus strains. SapS shares biochemical similarities with known virulent bacterial, such as protein tyrosine phosphatases, suggesting it may be a virulence factor in chronic osteomyelitis.

RESUMEN

Introducción. Se desconoce la identidad de los factores de virulencia de Staphylococcus aureus implicados en la osteomielitis crónica. Sin embargo, SapS, una fosfatasa ácida no específica de clase C, es un factor de virulencia reconocido y ya fue identificada en la cepa 154 de S. aureus, pero en extractos proteicos de vegetales podridos. Objetivo. Detectar el gen SapS y caracterizar la actividad de la fosfatasa SapS en cepas de S. aureus aisladas de pacientes con osteomielitis crónica y en las reportadas en una base de datos de análisis in silico de genomas bacterianos completos. Materiales y métodos. Se aisló y secuenció el gen SapS en los 12 aislamientos clínicos de S. aureus y en dos cepas de referencia; estas secuencias se analizaron junto con las secuencias de las cepas reportadas en la base de datos de genomas bacterianos 49 cepas de S. aureus y 11 cepas de estafilococos negativos para coagulasa. Se evalúo la actividad de la fosfatasa SapS, presente en los extractos de los sobrenadantes de los cultivos de las cepas clínicas, mediante la hidrólisis de fosfato p-nitrofenil, O-fosfo-L- tirosina, O-fosfo-L serina y O-fosfo-L treonina junto con varios inhibidores de fosfatasas. Resultados. Se detectó el gen SapS en el genoma de las cepas clínicas y en las 49 cepas de S. aureus analizadas in silico, pero no en las 11 cepas de estafilococos negativos para coagulasa. La secuenciación de SapS reveló un péptido señal presente en el extremo N-terminal de proteínas extracelulares y los dominios bipartitos de aspartato (DDDD) en su sitio catalítico. SapS hidroliza selectivamente el fosfato p-nitrofenil y la O-fosfo-L-tirosina, pero es sensible a vanadato y molibdato. Conclusión. Se encontró SapS en el genoma de S. aureus de las cepas clínicas y de las cepas de simulación computacional. La SapS con actividad específica para la hidrólisis de la O-fosfo-L-tirosina comparte similitudes bioquímicas con las fosfatasas-tirosina bacterianas, por lo que puede formar parte de la red de factores de virulencia de la osteomielitis crónica.