Abstract
Bacteria depend upon iron as a vital cofactor that enables a wide range of key metabolic activities. Bacteria must therefore ensure a balanced supply of this essential metal. To do so, they invest considerable resourse into its acquisition and employ elaborate control mechanisms to eleviate both iron-induced toxitiy as well as iron deficiency. This chapter describes the processes that bacteria engage in maintaining iron homeostasis. The focus is Escherichia coli, as this bacterium provides a well studied example. A summary of the current status of understanding of iron management at the ‘omics’ level is also presented.
Please cite as: Met. Ions Life Sci. 12 (2013) 203–239
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Similar content being viewed by others
Abbreviations
- ABC:
-
ATP-binding cassette
- ATP:
-
adenosine 5¢-triphosphate
- Bfd:
-
Bfr-associated ferredoxin
- Bfr:
-
bacterioferritin
- Dps:
-
DNA-binding protein from starved cells
- DtxR:
-
diphteria toxin regulator
- ECF:
-
extracytoplasmic function
- EPR:
-
electron paramagnetic resonance
- Fbp:
-
ferric binding protein
- Ftn:
-
ferritin
- Fur:
-
ferric uptake regulation protein
- GDP:
-
guanosine 5¢-diphosphate
- GTP:
-
guanosine 5¢-triphosphate
- H-NS:
-
histone-like nucleoid structuring protein
- IM:
-
inner membrane
- IRT:
-
iron-regulated transporter
- Isd:
-
iron-regulated surface determinant
- LPS:
-
lipopolysaccharide
- NEAT:
-
NEAr (iron) transporter
- Nramp:
-
natural resistance-associated macrophage protein
- NRPS:
-
non-ribosomal peptide synthetase
- OM:
-
intermembrane
- RnR:
-
ribonucleotide reductase
- Sod:
-
superoxide dismutase
- sRNA:
-
small regulatory RNA
- Tat:
-
twin arginine translocation
- TCA:
-
tricarboxylic acid cycle
- Tbp:
-
transferrin-binding protein
- ZIP:
-
ZRT,IRT-like proteins
- ZRT:
-
zinc-regulated transporters
References
S. C. Andrews, Adv. Microb. Physiol. 1998, 40, 281–351.
A. N. Woodmansee, J. A. Imlay, J. Biol. Chem. 2002, 277, 34055–34066.
S. C. Andrews, A. K. Robinson, F. Rodriguez-Quinones, FEMS Microbiol. Rev. 2003, 27, 215–237.
J. P. McHugh, F. Rodriguez-Quinones, H. Abdul-Tehrani, D. A. Svistunenko, R. K. Poole, C. E. Cooper, S. C. Andrews, J. Biol. Chem. 2003, 278, 29478–29486.
E. Masse, F. E. Escorcia, S. Gottesman, Genes Dev. 2003, 17, 2374–2383.
P. W. Boyd, A. J. Watson, C. S. Law, E. R. Abraham, T. Trull, R. Murdoch, D. C. Bakker, A. R. Bowie, K. O. Buesseler, H. Chang, M. Charette, P. Croot, K. Downing, R. Frew, M. Gall, M. Hadfield, J. Hall, M. Harvey, G. Jameson, J. LaRoche, M. Liddicoat, R. Ling, M. T. Maldonado, R. M. McKay, S. Nodder, S. Pickmere, R. Pridmore, S. Rintoul, K. Safi, P. Sutton, R. Strzepek, K. Tanneberger, S. Turner, A. Waite, J. Zeldis, Nature 2000, 407, 695–702.
J. E. Posey, F. C. Gherardini, Science 2000, 288, 1651–1653.
M. Ferrer, O. V. Golyshina, A. Beloqui, P. N. Golyshin, K. N. Timmis, Nature 2007, 445, 91–94.
P. Cornelis, Q. Wei, S. C. Andrews, T. Vinckx, Metallomics 2011, 3, 540–549.
V. Braun, K. Hantke, Curr. Opin. Chem. Biol. 2011, 15, 328–334.
D. Touati, Arch. Biochem. Biophys. 2000, 373, 1–6.
K. Keyer, J. A. Imlay, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1996, 93, 13635–13640.
P. Heymann, M. Gerads, M. Schaller, F. Dromer, G. Winkelmann, J. F. Ernst, Infect. Immun. 2002, 70, 5246–5255.
W. Koster, Res. Microbiol. 2001, 152, 291–301.
B. C. Chu, A. Garcia-Herrero, T. H. Johanson, K. D. Krewulak, C. K. Lau, R. S. Peacock, Z. Slavinskaya, H. J. Vogel, Biometals, 23, 601–611.
J. H. Crosa, C. T. Walsh, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002, 66, 223–249.
D. I. Chan, H. J. Vogel, Biochem. J. 2010, 430, 1–19.
G. L. Challis, Chembiochem 2005, 6, 601–611.
H. Drechsel, G. Winkelmann, in Transition Metals in Microbial Metabolism, Ed G. Winkelmann, C. J. Carrano, Harwood Academic, Amsterdam, 1997, pp. 1–49.
J. L. Furrer, D. N. Sanders, I. G. Hook-Barnard, M. A. McIntosh, Mol. Microbiol. 2002, 44, 1225–1234.
C. Bleuel, C. Grosse, N. Taudte, J. Scherer, D. Wesenberg, G. J. Krauss, D. H. Nies, G. Grass, J. Bacteriol. 2005, 187, 6701–6707.
T. Nishio, Y. Ishida, Agric. Biol. Chem. 1990, 54, 1837–1839.
T. J. Brickman, J. G. Hansel, M. J. Miller, S. K. Armstrong, Biometals 1996, 9, 191–203.
C. Ratledge, L. G. Dover, Annu. Rev. Microbiol. 2000, 54, 881–941.
A. D. Ferguson, E. Hofmann, J. W. Coulton, K. Diederichs, W. Welte, Science 1998, 282, 2215–2220.
D. Cobessi, H. Celia, N. Folschweiller, I. J. Schalk, M. A. Abdallah, F. Pattus, J. Mol. Biol. 2005, 347, 121–134.
W. W. Yue, S. Grizot, S. K. Buchanan, J. Mol. Biol. 2003, 332, 353–368.
K. D. Krewulak, H. J. Vogel, Biochim. Biophys. Acta 2008, 1778, 1781–1804.
K. P. Locher, B. Rees, R. Koebnik, A. Mitschler, L. Moulinier, J. P. Rosenbusch, D. Moras, Cell 1998, 95, 771–778.
S. Enz, S. Mahren, U. H. Stroeher, V. Braun, J. Bacteriol. 2000, 182, 637–646.
J. H. Crosa, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997, 61, 319–336.
K. Schauer, D. A. Rodionov, H. de Reuse, Trends Biochem. Sci. 2008, 33, 330–338.
N. Noinaj, M. Guillier, T. J. Barnard, S. K. Buchanan, Annu. Rev. Microbiol. 64, 43–60.
A. Angerer, V. Braun, Arch. Microbiol. 1998, 169, 483–490.
Z. Chen, K. A. Lewis, R. K. Shultzaberger, I. G. Lyakhov, M. Zheng, B. Doan, G. Storz, T. D. Schneider, Nucleic Acids Res. 2007, 35, 6762–6777.
G. M. Young, K. Postle, Mol. Microbiol. 1994, 11, 943–954.
C. K. Stover, X. Q. Pham, A. L. Erwin, S. D. Mizoguchi, P. Warrener, M. J. Hickey, F. S. Brinkman, W. O. Hufnagle, D. J. Kowalik, M. Lagrou, R. L. Garber, L. Goltry, E. Tolentino, S. Westbrock-Wadman, Y. Yuan, L. L. Brody, S. N. Coulter, K. R. Folger, A. Kas, K. Larbig, R. Lim, K. Smith, D. Spencer, G. K. Wong, Z. Wu, I. T. Paulsen, J. Reizer, M. H. Saier, R. E. Hancock, S. Lory, M. V. Olson, Nature 2000, 406, 959–964.
K. Postle, R. A. Larsen, Biometals 2007, 20, 453–465.
K. G. Wooldridge, J. A. Morrissey, P. H. Williams, J. Gen. Microbiol. 1992, 138, 597–603.
P. I. Higgs, P. S. Myers, K. Postle, J. Bacteriol. 1998, 180, 6031–6038.
R. A. Larsen, M. G. Thomas, K. Postle, Mol. Microbiol. 1999, 31, 1809–1824.
J. C. Jaskula, T. E. Letain, S. K. Roof, J. T. Skare, K. Postle, J. Bacteriol. 1994, 176, 2326–2338.
C. S. Lopez, R. S. Peacock, J. H. Crosa, H. J. Vogel, Biochem. J. 2009, 418, 49–59.
A. Garcia-Herrero, R. S. Peacock, S. P. Howard, H. J. Vogel, Mol. Microbiol. 2007, 66, 872–889.
T. E. Letain, K. Postle, Mol. Microbiol. 1997, 24, 271–283.
R. A. Larsen, T. E. Letain, K. Postle, Mol. Microbiol. 2003, 49, 211–218.
W. A. Kaserer, X. Jiang, Q. Xiao, D. C. Scott, M. Bauler, D. Copeland, S. M. C. Newton, P. E. Klebba, J. Bacteriol. 2008, 190, 4001–4016.
M. G. Gresock, M. I. Savenkova, R. A. Larsen, A. A. Ollis, K. Postle, Front. Microbiol. 2011, 2, 206–206.
R. J. Kustusch, C. J. Kuehl, J. H. Crosa, J. Bacteriol., 194, 3250–3259.
T. E. Clarke, M. R. Rohrbach, L. W. Tari, H. J. Vogel, W. Koster, Biometals 2002, 15, 121–131.
D. M. Carter, I. R. Miousse, J. N. Gagnon, E. Martinez, A. Clements, J. Lee, M. A. Hancock, H. Gagnon, P. D. Pawelek, J. W. Coulton, J. Biol. Chem. 2006, 281, 35413–35424.
T. E. Clarke, S. Y. Ku, D. R. Dougan, H. J. Vogel, L. W. Tari, Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 287–291.
M. Fontecave, J. Coves, J. L. Pierre, Biometals 1994, 7, 3–8.
I. Schroder, E. Johnson, S. de Vries, FEMS Microbiol. Rev. 2003, 27, 427–447.
J. M. Harrington, A. L. Crumbliss, Biometals 2009, 22, 679–689.
T. J. Brickman, M. A. McIntosh, J. Biol. Chem. 1992, 267, 12350–12355.
K. Hantke, Curr. Opin. Microbiol. 2001, 4, 172–177.
B. F. Matzanke, S. Anemuller, V. Schunemann, A. X. Trautwein, K. Hantke, Biochemistry 2004, 43, 1386–1392.
V. Braun, C. Herrmann, J. Bacteriol. 2007, 189, 6913–6918.
S. Mahren, H. Schnell, V. Braun, Arch. Microbiol. 2005, 184, 175–186.
V. Braun, F. Endriss, Biometals 2007, 20, 219–231.
D. Welz, V. Braun, J. Bacteriol. 1998, 180, 2387–2394.
A. Sauter, S. P. Howard, V. Braun, J. Bacteriol. 2003, 185, 5747–5754.
F. Biville, H. Cwerman, S. Letoffe, M. S. Rossi, V. Drouet, J. M. Ghigo, C. Wandersman, Mol. Microbiol. 2004, 53, 1267–1277.
V. Braun, S. Mahren, A. Sauter, Biometals 2005, 18, 507–517.
K. Poole, G. A. McKay, Front. Biosci. 2003, 8, d661–686.
M. Kammler, C. Schon, K. Hantke, J. Bacteriol. 1993, 175, 6212–6219.
K. Hantke, Trends Microbiol. 2003, 11, 192–195.
M. L. Cartron, S. Maddocks, P. Gillingham, C. J. Craven, S. C. Andrews, Biometals 2006, 19, 143–157.
T. C. Marlovits, W. Haase, C. Herrmann, S. G. Aller, V. M. Unger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 16243–16248.
I. Stojiljkovic, M. Cobeljic, K. Hantke, FEMS Microbiol. Lett. 1993, 108, 111–116.
R. M. Tsolis, A. J. Baumler, F. Heffron, I. Stojiljkovic, Infect. Immun. 1996, 64, 4549–4556.
J. Velayudhan, N. J. Hughes, A. A. McColm, J. Bagshaw, C. L. Clayton, S. C. Andrews, D. J. Kelly, Mol. Microbiol. 2000, 37, 274–286.
M. Robey, N. P. Cianciotto, Infect. Immun. 2002, 70, 5659–5669.
R. E. Cowart, Arch. Biochem. Biophys. 2002, 400, 273–281.
S. K. Small, M. R. O’Brian, J. Bacteriol. 2011, 193, 4088–4094.
Y. C. Su, K. H. Chin, H. C. Hung, G. H. Shen, A. H. Wang, S. H. Chou, Acta Crystallogr. Sect. F, Struct. Biol. Cryst. Commun. 2011, 66, 636–642.
B. S. Finlin, R. N. Correll, C. Pang, S. M. Crump, J. Satin, D. A. Andres, J. Biol. Chem. 2006, 281, 23557–23566.
T. G. Cachero, A. D. Morielli, E. G. Peralta, Cell 1998, 93, 1077–1085.
I. R. Vetter, A. Wittinghofer, Science 2001, 294, 1299–1304.
D. C. Rees, E. Johnson, O. Lewinson, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 218–227.
A. Guilfoyle, M. J. Maher, M. Rapp, R. Clarke, S. Harrop, M. Jormakka, EMBO J. 2009, 28, 2677–2685.
W. M. Oldham, H. E. Hamm, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2008, 9, 60–71.
P. Scheerer, J. H. Park, P. W. Hildebrand, Y. J. Kim, N. Krauss, H. W. Choe, K. P. Hofmann, O. P. Ernst, Nature 2008, 455, 497–502.
G. Grass, S. Franke, N. Taudte, D. H. Nies, L. M. Kucharski, M. E. Maguire, C. Rensing, J. Bacteriol. 2005, 187, 1604–1611.
N. Zhao, J. Gao, C. A. Enns, M. D. Knutson, J. Biol. Chem. 2010, 285, 32141–32150.
C. Huynh, D. L. Sacks, N. W. Andrews, J. Exp. Med. 2006, 203, 2363–2375.
G. Grass, M. D. Wong, B. P. Rosen, R. L. Smith, C. Rensing, J. Bacteriol. 2002, 184, 864–866.
H. Gunshin, B. Mackenzie, U. V. Berger, Y. Gunshin, M. F. Romero, W. F. Boron, S. Nussberger, J. L. Gollan, M. A. Hediger, Nature 1997, 388, 482–488.
H. Makui, E. Roig, S. T. Cole, J. D. Helmann, P. Gros, M. F. M. Cellier, Mol. Microbiol. 2000, 35, 1065–1078.
D. G. Kehres, M. L. Zaharik, B. B. Finlay, M. E. Maguire, Mol. Microbiol. 2000, 36, 1085–1100.
H. A. H. Haemig, P. J. Moen, R. J. Brooker, Biochemistry 2010, 49, 4662–4671.
M. A. Su, C. C. Trenor, J. C. Fleming, M. D. Fleming, N. C. Andrews, Blood 1998, 92, 2157–2163.
S. A. Lieser, T. C. Davis, J. D. Helmann, S. M. Cohen, Biochemistry 2003, 42, 12634–12642.
L. S. Waters, M. Sandoval, G. Storz, J. Bacteriol. 2011 , 193, 5887–5897.
A. Anjem, S. Varghese, J. A. Imlay, Mol. Microbiol. 2009, 72, 844–858.
J. Cao, M. R. Woodhall, J. Alvarez, M. L. Cartron, S. C. Andrews, Mol. Microbiol. 2007, 65, 857–875.
C. Grosse, J. Scherer, D. Koch, M. Otto, N. Taudte, G. Grass, Mol. Microbiol. 2006, 62, 120–131.
A. D. Hernday, B. A. Braaten, G. Broitman-Maduro, P. Engelberts, D. A. Low, Mol. Cell 2004, 16, 537–547.
N. Baichoo, T. Wang, R. Ye, J. D. Helmann, Mol. Microbiol. 2002, 45, 1613–1629.
J. Ollinger, K.-B. Song, H. Antelmann, M. Hecker, J. D. Helmann, J. Bacteriol. 2006, 188, 3664–3673.
M. B. Rajasekaran, S. Nilapwar, S. C. Andrews, K. A. Watson, Biometals 2010, 23, 1–17.
A. Sturm, A. Schierhorn, U. Lindenstrauss, H. Lilie, T. Bruser, J. Biol. Chem. 2006, 281, 13972–13978.
A. C. Chan, T. I. Doukov, M. Scofield, S. A. Tom-Yew, A. B. Ramin, J. K. Mackichan, E. C. Gaynor, M. E. Murphy, J. Mol. Biol. 2010, 401, 590–604.
B. Janvier, C. Constantinidou, P. Aucher, Z. V. Marshall, C. W. Penn, J. L. Fauchere, Res. Microbiol. 1998, 149, 95–107.
K. Holmes, F. Mulholland, B. M. Pearson, C. Pin, J. McNicholl-Kennedy, J. M. Ketley, J. M. Wells, Microbiology 2005, 151, 243–257.
A. H. van Vliet, K. G. Wooldridge, J. M. Ketley, J. Bacteriol. 1998, 180, 5291–5298.
J. S. Ikeda, A. Janakiraman, D. G. Kehres, M. E. Maguire, J. M. Slauch, J. Bacteriol. 2005, 187, 912–922.
D. G. Kehres, A. Janakiraman, J. M. Slauch, M. E. Maguire, J. Bacteriol. 2002, 184, 3151–3158.
D. G. Zhou, W. D. Hardt, J. E. Galan, Infect. Immun. 1999, 67, 1974–1981.
C. R. Fisher, N. M. Davies, E. E. Wyckoff, Z. Feng, E. V. Oaks, S. M. Payne, Infect. Immun. 2009, 77, 1992–1999.
P. Adhikari, S. A. Berish, A. J. Nowalk, K. L. Veraldi, S. A. Morse, T. A. Mietzner, J. Bacteriol. 1996, 178, 2145–2149.
A. Angerer, S. Gaisser, V. Braun, J. Bacteriol. 1990, 172, 572–578.
S. W. Bearden, R. D. Perry, Mol. Microbiol. 1999, 32, 403–414.
T. Tosha, H. L. Ng, O. Bhattasali, T. Alber, E. C. Theil, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14562–14569.
A. Ilari, S. Stefanini, E. Chiancone, D. Tsernoglou, Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 38–43.
G. H. Gauss, M. A. Reott, E. R. Rocha, M. J. Young, T. Douglas, C. J. Smith, C. M. Lawrence, J. Bacteriol. 2012, 194, 15–27.
H. Abdul-Tehrani, A. J. Hudson, Y. S. Chang, A. R. Timms, C. Hawkins, J. M. Williams, P. M. Harrison, J. R. Guest, S. C. Andrews, J. Bacteriol. 1999, 181, 1415–1428.
E. C. Theil, H. Takagi, G. W. Small, L. He, A. R. Tipton, D. Danger, Inorg. Chim. Acta 2000, 297, 242–251.
M. A. Carrondo, EMBO J. 2003, 22, 1959–1968.
S. C. Andrews, N. E. Le Brun, V. Barynin, A. J. Thomson, G. R. Moore, J. R. Guest, P. M. Harrison, J. Biol. Chem. 1995, 270, 23268–23274.
M. A. Quail, P. Jordan, J. M. Grogan, J. N. Butt, M. Lutz, A. J. Thomson, S. C. Andrews, J. R. Guest, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996, 229, 635–642.
S. Baaghil, A. Lewin, G. R. Moore, N. E. Le Brun, Biochemistry 2003, 42, 14047–14056.
J. L. Smith, Crit. Rev. Microbiol. 2004, 30, 173–185.
J. Velayudhan, M. Castor, A. Richardson, K. L. Main-Hester, F. C. Fang, Mol. Microbiol. 2007, 63, 1495–1507.
C. J. Sund, E. R. Rocha, A. O. Tzianabos, W. G. Wells, J. M. Gee, M. A. Reott, D. P. O’Rourke, C. J. Smith, Mol. Microbiol. 2008, 67, 129–142.
T. Haikarainen, A. C. Papageorgiou, Cell Mol. Life Sci. 2010, 67, 341–351.
L. N. Calhoun, Y. M. Kwon, J. Appl. Microbiol. 2011, 110, 375–386.
S. Nair, S. E. Finkel, J. Bacteriol. 2004, 186, 4192–4198.
A. Ilari, P. Ceci, D. Ferrari, G. Rossi, E. Chiancone, J. Biol. Chem. 2002, 5, 5.
G. Zhao, P. Arosio, N. D. Chasteen, Biochemistry 2006, 45, 3429–3436.
X. Wei, H. Mingjia, L. Xiufeng, G. Yang, W. Qingyu, IUBMB Life 2007, 59, 675–681.
F. C. Neidhardt, J. L. Ingraham, M. Schaechter, Physiology of the Bacterial Cell: A Molecular Approach, Sinauer Ass, Inc., Sunderland, Massachusetts, 1990.
A. Bagg, J. B. Neilands, Biochemistry 1987, 26, 5471–5477.
W. Y. Tu, S. Pohl, J. Gray, N. J. Robinson, C. R. Harwood, K. J. Waldron, J. Bacteriol. 2012, 194, 932–940.
A. Cvetkovic, A. L. Menon, M. P. Thorgersen, J. W. Scott, F. L. Poole, 2nd, F. E. Jenney, Jr., W. A. Lancaster, J. L. Praissman, S. Shanmukh, B. J. Vaccaro, S. A. Trauger, E. Kalisiak, J. V. Apon, G. Siuzdak, S. M. Yannone, J. A. Tainer, M. W. Adams, Nature 2010, 466, 779–782.
C. Andreini, I. Bertini, A. Rosato, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1471–1479.
M. Coy, J. B. Neilands, Biochemistry 1991, 30, 8201–8210.
L. Escolar, J. Perez-Martin, V. de Lorenzo, J. Biol. Chem. 2000, 275, 24709–24714.
E. W. Althaus, C. E. Outten, K. E. Olson, H. Cao, T. V. O’Halloran, Biochemistry 1999, 38, 6559–6569.
A. C. Lewin, P. A. Doughty, L. Flegg, G. R. Moore, S. Spiro, Microbiology 2002, 148, 2449–2456.
V. De Lorenzo, M. Herrero, F. Giovannini, J. B. Neilands, Eur. J. Biochem. 1988, 173, 537–546.
N. Baichoo, J. D. Helmann, J. Bacteriol. 2002, 184, 5826–5832.
J. L. Lavrrar, C. A. Christoffersen, M. A. McIntosh, J. Mol. Biol. 2002, 322, 983–995.
M. Zheng, B. Doan, T. D. Schneider, G. Storz, J. Bacteriol. 1999, 181, 4639–4643.
E. C. Niederhoffer, C. M. Naranjo, K. L. Bradley, J. A. Fee, J. Bacteriol. 1990, 172, 1930–1938.
Y. Liu, S. C. Bauer, J. A. Imlay, J. Bacteriol. 2011, 193, 2186–2196.
P. Mukhopadhyay, M. Zheng, L. A. Bedzyk, R. A. LaRossa, G. Storz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 745–750.
B. D¢Autreaux, D. Touati, B. Bersch, J. M. Latour, I. Michaud-Soret, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 16619–16624.
I. Stojiljkovic, A. J. Baumler, K. Hantke, J. Mol. Biol. 1994, 236, 531–545.
N. Vassinova, D. Kozyrev, Microbiology 2000, 146, 3171–3182.
D. Touati, M. Jacques, B. Tardat, L. Bouchard, S. Despied, J. Bacteriol. 1995, 177, 2305–2314.
K. Hantke, Mol. Gen. Genet. 1987, 210, 135–139.
U. A. Ochsner, P. J. Wilderman, A. I. Vasil, M. L. Vasil, Mol. Microbiol. 2002, 45, 1277–1287.
R. Grifantini, S. Sebastian, E. Frigimelica, M. Draghi, E. Bartolini, A. Muzzi, R. Rappuoli, G. Grandi, C. A. Genco, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 9542–9547.
X. F. Wan, N. C. Verberkmoes, L. A. McCue, D. Stanek, H. Connelly, L. J. Hauser, L. Wu, X. Liu, T. Yan, A. Leaphart, R. L. Hettich, J. Zhou, D. K. Thompson, J. Bacteriol. 2004, 186, 8385–8400.
D. K. Thompson, A. S. Beliaev, C. S. Giometti, S. L. Tollaksen, T. Khare, D. P. Lies, K. H. Nealson, H. Lim, J. Yates, C. C. Brandt, J. M. Tiedje, J. Zhou, Appl. Environ. Microbiol. 2002, 68, 881–892.
F. D. Ernst, S. Bereswill, B. Waidner, J. Stoof, U. Mader, J. G. Kusters, E. J. Kuipers, M. Kist, A. H. M. van Vliet, G. Homuth, Microbiology 2005, 151, 533–546.
T. F. Ducey, M. B. Carson, J. Orvis, A. P. Stintzi, D. W. Dyer, J. Bacteriol. 2005, 187, 4865–4874.
A. R. Mey, E. E. Wyckoff, V. Kanukurthy, C. R. Fisher, S. M. Payne, Infect. Immun. 2005, 73, 8167–8178.
H. Gancz, S. Censini, D. S. Merrell, Infect. Immun. 2006, 74, 602–614.
I. Brune, H. Werner, A. T. Huser, J. Kalinowski, A. Puhler, A. Tauch, BMC Genomics 2006, 7, 21–21.
J. Wennerhold, M. Bott, J. Bacteriol. 2006, 188, 2907–2918.
A. Danielli, D. Roncarati, I. Delany, V. Chiarini, R. Rappuoli, V. Scarlato, J. Bacteriol. 2006, 188, 4654–4662.
J. Yang, I. Sangwan, M. R. O’Brian, Mol. Genet. Genomics 2006, 276, 555–564.
K. Deng, R. J. Blick, W. Liu, E. J. Hansen, Infect. Immun. 2006, 74, 4224–4236.
M. Miethke, H. Westers, E. J. Blom, O. P. Kuipers, M. A. Marahiel, J. Bacteriol. 2006, 188, 8655–8657.
K. S. Bender, H.-C. B. Yen, C. L. Hemme, Z. Yang, Z. He, Q. He, J. Zhou, K. H. Huang, E. J. Alm, T. C. Hazen, A. P. Arkin, J. D. Wall, Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73, 5389–5400.
P. A. Zaini, A. C. Fogaca, F. G. N. Lupo, H. I. Nakaya, R. Z. N. Vencio, A. M. da Silva, J. Bacteriol. 2008, 190, 2368–2378.
Y. Yang, D. P. Harris, F. Luo, L. Wu, A. B. Parsons, A. V. Palumbo, J. Zhou, BMC Genomics 2008, 9, Suppl 1, S11.
P. A. Bronstein, M. J. Filiatrault, C. R. Myers, M. Rutzke, D. J. Schneider, S. W. Cartinhour, BMC Microbiol. 2008, 8, 209–209.
L. A. Jackson, T. F. Ducey, M. W. Day, J. B. Zaitshik, J. Orvis, D. W. Dyer, J. Bacteriol. 2010, 192, 77–85.
N. Ledala, M. Sengupta, A. Muthaiyan, B. J. Wilkinson, R. K. Jayaswal, Appl. Environ. Microbiol. 2010, 76, 406–416.
M. Lo, G. L. Murray, C. A. Khoo, D. A. Haake, R. L. Zuerner, B. Adler, Infect. Immun. 2010, 78, 4850–4859.
C. J. Kershaw, N. L. Brown, C. Constantinidou, M. D. Patel, J. L. Hobman, Microbiology 2005, 151, 1187–1198.
T. K. Sigdel, J. A. Easton, M. W. Crowder, J. Bacteriol. 2006, 188, 6709–6713.
C. A. White-Ziegler, A. J. Malhowski, S. Young, J. Bacteriol. 2007, 189, 5429–5440.
A. Nandal, C. C. Huggins, M. R. Woodhall, J. McHugh, F. Rodriguez-Quinones, M. A. Quail, J. R. Guest, S. C. Andrews, Mol. Microbiol. 2010, 75, 637–657.
E. Masse, M. Arguin, Trends Biochem. Sci. 2005, 30, 462–468.
J. W. Lee, J. D. Helmann, Biometals 2007, 20, 485–499.
S. M. Payne, E. E. Wyckoff, E. R. Murphy, A. G. Oglesby, M. L. Boulette, N. M. Davies, Biometals 2006, 19, 173–180.
P. J. Wilderman, N. A. Sowa, D. J. FitzGerald, P. C. FitzGerald, S. Gottesman, U. A. Ochsner, M. L. Vasil, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 9792–9797.
A. Gaballa, J. D. Helmann, J. Bacteriol. 1998, 180, 5815–5821.
V. Duarte, J. M. Latour, Mol. Biosyst. 2010, 6, 316–323.
Z. Ma, J. W. Lee, J. D. Helmann, Nucleic Acids Res. 2011, 39, 5036–5044.
J. D. Helmann, M. F. W. Wu, A. Gaballa, P. A. Kobel, M. M. Morshedi, P. Fawcett, C. Paddon, J. Bacteriol. 2003, 185, 243–253.
E. Diaz-Mireles, M. Wexler, G. Sawers, D. Bellini, J. D. Todd, A. W. Johnston, Microbiology 2004, 150, 1447–1456.
B.-E. Ahn, J. Cha, E.-J. Lee, A.-R. Han, C. J. Thompson, J.-H. Roe, Mol. Microbiol. 2006, 59, 1848–1858.
Z. Qi, I. Hamza, M. R. O’Brian, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 13056–13061.
H. Chen, R. Wu, G. Xu, X. Fang, X. Qiu, H. Guo, B. Tian, Y. Hua, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010, 396, 413–418.
M. P. Schmitt, B. G. Talley, R. K. Holmes, Infect. Immun. 1997, 65, 5364–5367.
J. Frunzke, C. Gatgens, M. Brocker, M. Bott, J. Bacteriol. 2011, 193, 1212–1221.
J. A. D’Aquino, J. Tetenbaum-Novatt, A. White, F. Berkovitch, D. Ringe, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 18408–18413.
C. Massonet, V. Pintens, R. Merckx, J. Anne, E. Lammertyn, J. Van Eldere, BMC Microbiol. 2006, 6, 103.
B. Gold, G. M. Rodriguez, S. A. Marras, M. Pentecost, I. Smith, Mol. Microbiol. 2001, 42, 851–865.
G. M. Rodriguez, M. I. Voskuil, B. Gold, G. K. Schoolnik, I. Smith, Infect. Immun. 2002, 70, 3371–3381.
D. M. Bodenmiller, S. Spiro, J. Bacteriol. 2006, 188, 874–881.
T.-C. Chao, J. Buhrmester, N. Hansmeier, A. Puhler, S. Weidner, Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 5969–5982.
K. H. Yeoman, A. R. J. Curson, J. D. Todd, G. Sawers, A. W. B. Johnston, Microbiology 2004, 150, 4065–4074.
J. D. Todd, M. Wexler, G. Sawers, K. H. Yeoman, P. S. Poole, A. W. B. Johnston, Microbiology 2002, 148, 4059–4071.
J. S. Gunn, Trends Microbiol. 2008, 16, 284–290.
K. Nishino, F.-F. Hsu, J. Turk, M. J. Cromie, M. M. S. M. Wosten, E. A. Groisman, Mol. Microbiol. 2006, 61, 645–654.
A. Kato, T. Latifi, E. A. Groisman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 4706–4711.
C. M. Herrera, J. V. Hankins, M. S. Trent, Mol. Microbiol. 2010, 76, 1444–1460.
D. Hagiwara, T. Yamashino, T. Mizuno, Biosci. Biotechnol. Biochem. 2004, 68, 1758–1767.
S. C. Andrews, Mol. Microbiol. 2011, 80, 286–289.
I. Compan, D. Touati, J. Bacteriol. 1993, 175, 1687–1696.
J. E. Martin, J. A. Imlay, Mol. Microbiol. 2011 80, 319–334.
J. M. Sobota, J. A. Imlay, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011 108, 5402–5407.
C. M. Litwin, S. B. Calderwood, Clin. Microbiol. Rev. 1993, 6, 137–149.
C. N. Cornelissen, P. F. Sparling, Mol. Microbiol. 1994, 14, 843–850.
C. Ronpirin, A. E. Jerse, C. N. Cornelissen, Infect. Immun. 2001, 69, 6336–6347.
A. J. DeRocco, M. K. Yost-Daljev, C. D. Kenney, C. N. Cornelissen, Biometals 2009, 22, 439–451.
C. D. Kenney, C. N. Cornelissen, J. Bacteriol. 2002, 184, 6138–6145.
C. J. Siburt, P. L. Roulhac, K. D. Weaver, J. M. Noto, T. A. Mietzner, C. N. Cornelissen, M. C. Fitzgerald, A. L. Crumbliss, Metallomics 2009, 1, 249–255.
P. L. Roulhac, K. D. Weaver, P. Adhikari, D. S. Anderson, P. D. DeArmond, T. A. Mietzner, A. L. Crumbliss, M. C. Fitzgerald, Biochemistry 2008, 47, 4298–4305.
A. G. Khan, S. R. Shouldice, S. D. Kirby, R.-h. Yu, L. W. Tari, A. B. Schryvers, Biochem. J. 2007, 404, 217–225.
H. R. Strange, T. A. Zola, C. N. Cornelissen, Infect. Immun. 2011, 79, 267–278.
N. Wolff, N. Izadi-Pruneyre, J. Couprie, M. Habeck, J. Linge, W. Rieping, C. Wandersman, M. Nilges, M. Delepierre, A. Lecroisey, J. Mol. Biol. 2008, 376, 517–525.
S. Krieg, F. Huche, K. Diederichs, N. Izadi-Pruneyre, A. Lecroisey, C. Wandersman, P. Delepelaire, W. Welte, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 1045–1050.
N. Benevides-Matos, C. Wandersman, F. Biville, J. Bacteriol. 2008, 190, 21–27.
N. Benevides-Matos, F. Biville, Microbiology 2010, 156, 1749–1757.
M. Shepherd, M. D. Heath, R. K. Poole, Biochemistry 2007, 46, 5030–5037.
S. Letoffe, G. Heuck, P. Delepelaire, N. Lange, C. Wandersman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 11719–11724.
D. Mattle, A. Zeltina, J.-S. Woo, B. A. Goetz, K. P. Locher, J. Mol. Biol. 2010, 404, 220–231.
B. Vergauwen, J. Elegheert, A. Dansercoer, B. Devreese, S. N. Savvides, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 13270–13275.
D. J. Morton, P. W. Whitby, H. Jin, Z. Ren, T. L. Stull, Infect. Immun. 1999, 67, 2729–2739.
L. D. Cope, R. Yogev, U. Muller-Eberhard, E. J. Hansen, J. Bacteriol. 1995, 177, 2644–2653.
P. W. Whitby, T. M. Vanwagoner, T. W. Seale, D. J. Morton, T. L. Stull, J. Bacteriol. 2006, 188, 5640–5645.
C. Fournier, A. Smith, P. Delepelaire, Mol. Microbiol. 2011, 80, 133–148.
L. D. Cope, S. E. Thomas, Z. Hrkal, E. J. Hansen, Infect. Immun. 1998, 66, 4511–4516.
J. C. Grigg, C. L. Vermeiren, D. E. Heinrichs, M. E. P. Murphy, Mol. Microbiol. 2007, 63, 139–149.
S. K. Mazmanian, E. P. Skaar, A. H. Gaspar, M. Humayun, P. Gornicki, J. Jelenska, A. Joachmiak, D. M. Missiakas, O. Schneewind, Science 2003, 299, 906–909.
R. M. Pilpa, S. A. Robson, V. A. Villareal, M. L. Wong, M. Phillips, R. T. Clubb, J. Biol. Chem. 2009, 284, 1166–1176.
M. Watanabe, Y. Tanaka, A. Suenaga, M. Kuroda, M. Yao, N. Watanabe, F. Arisaka, T. Ohta, I. Tanaka, K. Tsumoto, J. Biol. Chem. 2008, 283, 28649–28659.
M. Pluym, N. Muryoi, D. E. Heinrichs, M. J. Stillman, J. Inorg. Biochem. 2008, 102, 480–488.
V. J. Torres, G. Pishchany, M. Humayun, O. Schneewind, E. P. Skaar, J. Bacteriol. 2006, 188, 8421–8429.
V. A. Villareal, R. M. Pilpa, S. A. Robson, E. A. Fadeev, R. T. Clubb, J. Biol. Chem. 2008, 283, 31591–31600.
D. B. Friedman, D. L. Stauff, G. Pishchany, C. W. Whitwell, V. J. Torres, E. P. Skaar, PLoS Pathog 2006, 2, e87.
B. R. Byers, J. E. L. Arceneaux, in Metal Ions in Biological Systems: Iron Transport and Storage in Microorganisms, Plants, and Animals, Eds A. Sigel, H. Sigel, Marcel Dekker, Inc., New York, NY, 1998, Vol. 35, pp. 37–66.
P. J. Warner, P. H. Williams, A. Bindereif, J. B. Neilands, Infect. Immun. 1981, 33, 540–545.
F. Gibson, D. I. Magrath, Biochim. Biophys. Acta 1969, 192, 175–184.
J. B. Neilands, Microbiol. Sci. 1984, 1, 9–14.
P. H. Williams, N. H. Carbonetti, Infect. Immun. 1986, 51, 942–947.
S. I. Muller, M. Valdebenito, K. Hantke, Biometals 2009, 22, 691–695.
K. Hantke, G. Nicholson, W. Rabsch, G. Winkelmann, Proc. Natl. Acad. Sci USA 2003, 100, 3677–3682.
N. Noinaj, N. C. Easley, M. Oke, N. Mizuno, J. Gumbart, E. Boura, A.N. Steere, O. Zak, P. Aisen, E. Tajkhorshid, R.W. Evans, A.R. Gorringe, A.B. Mason, A.C. Steven, S.K. Buchanan, Nature 2012, 483, 53–58.
Acknowledgments
We thank the University of Reading, Diamond Light Source Ltd, the Felix Foundation, the Egyptian Government, and the Nigerian Institute of Medical Research for studentship funding.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Editor information
Editors and Affiliations
Rights and permissions
Copyright information
© 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht
About this chapter
Cite this chapter
Andrews, S. et al. (2013). Control of Iron Metabolism in Bacteria. In: Banci, L. (eds) Metallomics and the Cell. Metal Ions in Life Sciences, vol 12. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5561-1_7
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-5561-1_7
Published:
Publisher Name: Springer, Dordrecht
Print ISBN: 978-94-007-5560-4
Online ISBN: 978-94-007-5561-1
eBook Packages: Chemistry and Materials ScienceChemistry and Material Science (R0)