Involvement of cytochrome c cymA in the anaerobic metabolism of RDX by shewanella oneidensis MR-1 Perreault, Nancy N.; Crocker, Fiona H.; Indest, Karl J.; Hawari, Jalal Involvement of cytochrome c CymA in the anaerobic metabolism of RDX by Shewanella oneidensis MR-1 Nancy N. Perreault, Fiona H. Crocker, Karl J. Indest, and Jalal Hawari Abstract: Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) is a cyclic nitramine explosive commonly used for military applications that is responsible for severe soil and groundwater contamination. In this study, Shewanella oneidensis MR-1 was shown to efficiently degrade RDX anaerobically (3.5 µmol·h -1 ·(g protein) -1 ) via two initial routes: (1) sequential N-NO2 reductions to the corresponding nitroso (N-NO) derivatives (94% of initial RDX degradation) and (2) denitration followed by ring cleavage. To identify genes involved in the anaerobic metabolism of RDX, a library of~2500 mutants of MR-1 was constructed by random transposon mutagenesis and screened for mutants with a reduced ability to degrade RDX compared with the wild type. An RDX-defective mutant (C9) was isolated that had the transposon inserted in the c-type cytochrome gene cymA. C9 transformed RDX at~10% of the wild-type rate, with degradation occurring mostly via early ring cleavage caused by initial denitration leading to the formation of methylenedinitramine, 4-nitro-2,4-diazabutanal, formaldehyde, nitrous oxide, and ammonia. Genetic complementation of mutant C9 restored the wild-type phenotype, providing evidence that electron transport components have a role in the anaerobic reduction of RDX by MR-1.Key words: RDX, explosive, nitramine, biotransformation, Shewanella.Résumé : La nitramine cyclique hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) est un explosif couramment utilisé pour des applications militaires et qui cause une contamination sévère de sols et eaux souterraines. Shewanella oneidensis MR-1 a dé-gradé efficacement le RDX en condition anaérobique (3,5 µmol·h -1 ·(g protéine) -1 ) via deux routes initiales : (1) la réduction séquentielle du N-NO2 en dérivés nitroso correspondants (N-NO) (94 % de la dégradation initiale du RDX); (2) dénitration suivie du clivage de l'anneau du RDX. Afin d'identifier des gènes impliqués dans le métabolisme anaérobique du RDX, une banque d'environ 2500 mutants MR-1 fut construite par mutagenèse aléatoire par transposition et criblée à la recherche de mutants présentant une diminution de l'activité de dégradation du RDX par rapport à la souche sauvage. Un mutant (C9) fut isolé avec un transposon inséré dans le gène du cytochrome c cymA. C9 transformait le RDX à~10 % du taux de dégra-dation de la souche sauvage. La dégradation s'effectuait principalement par dénitration suivie du clivage de l'anneau et conduisait à la formation de méthylènedinitramine, 4-nitro-2,4-diazabutanal, formaldéhyde, oxyde nitreux et ammoniac. La complémentation génétique du mutant C9 a permis de restaurer le phénotype sauvage et d'ainsi confirmer que des composants de la chaîne de transport d'électro...