ТетР
Белки Tet-репрессоры (также известные как TetR ) — это белки, играющие важную роль в придании устойчивости к антибиотикам большим категориям видов бактерий.
Тетрациклин (Tc) представляет собой обширное семейство антибиотиков, к которым бактерии выработали устойчивость. Tc обычно убивает бактерии, связываясь с бактериальной рибосомой и останавливая синтез белка. Экспрессия генов устойчивости к Tc регулируется репрессором TetR. TetR подавляет экспрессию TetA, мембранного белка, который выводит токсичные для бактерий вещества, такие как Tc, путем связывания tetA оператора . [1] У бактерий, устойчивых к Tc, TetA будет выкачивать Tc до того, как он сможет связаться с рибосомой, поскольку репрессивное действие TetR на TetA прекращается связыванием Tc с TetR. [1] Таким образом, TetR может сыграть важную роль, помогая ученым лучше понять механизмы устойчивости к антибиотикам и способы лечения бактерий, устойчивых к антибиотикам. TetR — один из многих белков семейства белков TetR , названного так потому, что TetR является наиболее хорошо изученным членом. [2]
TetR используется в искусственно созданных сетях регуляции генов из-за его способности точно регулировать промоторы . В отсутствие Tc или аналогов, таких как ATc , базальная экспрессия TetR-регулируемых промоторов низкая, но экспрессия резко возрастает в присутствии даже незначительного количества Tc. Ген tetA также присутствует в широко используемом E. coli векторе клонирования pBR322 , где его часто называют по названию его фенотипа, устойчивого к тетрациклину, Tet. Р , не путать с ТетР. [3]
Структура и функции
[ редактировать ]
TetR функционирует как гомодимер . [1] Каждый мономер состоит из десяти альфа-спиралей, соединенных петлями и витками. Общая структура TetR может быть разбита на два ДНК-связывающих домена (по одному на мономер) и регуляторное ядро, которое отвечает за распознавание и димеризацию тетрациклина. TetR димеризуется путем создания гидрофобных контактов внутри регуляторного ядра. Во внешних спиралях регуляторного домена имеется полость для связывания тетрациклина. Когда тетрациклин связывает эту полость, это вызывает конформационные изменения, которые влияют на ДНК-связывающий домен, так что TetR больше не может связывать ДНК. В результате экспрессируются TetA и TetR. В этой области до сих пор ведутся споры о том, могут ли производные тетрациклина сами по себе вызывать это конформационное изменение или же тетрациклин должен находиться в комплексе с магнием, чтобы связываться с TetR. [4] (TetR обычно связывает тетрациклин-Mg 2+ комплексы внутри бактерий, но связывание TetR только с тетрациклином наблюдалось in vitro.) [ нужна ссылка ]
ДНК-связывающие домены TetR распознают палиндромную последовательность из 15 пар оснований оператора TetA. [1] [5] Эти домены в основном состоят из мотива спираль-поворот-спираль (HTH), который распространен у членов семейства белков TetR (см. Ниже). Однако было показано, что N-концевые остатки, предшествующие этому мотиву, важны для связывания ДНК. [6] Хотя эти остатки не контактируют напрямую с ДНК, они упаковываются в HTH, и эта упаковка необходима для связывания. Мотивы HTH имеют в основном гидрофобные взаимодействия с основными бороздками ДНК-мишени. [1] Связывание TetR с целевой последовательностью ДНК вызывает изменения как в ДНК, так и в TetR. [7] TetR вызывает расширение основных борозд, а также перекручивание ДНК; спираль мотива HTH TetR принимает спиральный виток 3–10 одна в результате сложных взаимодействий ДНК. [ нужна ссылка ]
Семейство белков TetR
[ редактировать ]
По состоянию на июнь 2005 года это семейство белков насчитывало около 2353 членов, которые являются регуляторами транскрипции. [1] (Регуляторы транскрипции контролируют экспрессию генов.) Эти белки содержат мотив спираль-поворот-спираль (HTH), который представляет собой ДНК-связывающий домен. Вторая спираль считается наиболее важной для специфичности последовательности ДНК и часто распознает нуклеиновые кислоты внутри основной бороздки двойной спирали. [7] У большинства членов семейства этот мотив находится на N-конце белка и высококонсервативен. [1] Для остальных доменов белка высокая консервативность мотива HTH не наблюдается. Различия, наблюдаемые в этих других регуляторных доменах, вероятно, связаны с различиями в молекулах, которые ощущает каждый член семьи. [ нужна ссылка ]
Члены семейства белков TetR в основном являются репрессорами транскрипции, то есть предотвращают экспрессию определенных генов на уровне ДНК. Эти белки могут воздействовать на гены с различными функциями, включая устойчивость к антибиотикам, биосинтез и метаболизм, бактериальный патогенез и реакцию на клеточный стресс. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Рамос Х.Л., Мартинес-Буэно М., Молина-Энарес А.Дж., Теран В., Ватанабе К., Чжан Х. и др. (июнь 2005 г.). «Семейство репрессоров транскрипции TetR» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 69 (2): 326–56. дои : 10.1128/ммбр.69.2.326-356.2005 . ПМК 1197418 . ПМИД 15944459 .
- ^ «ИнтерПро» . www.ebi.ac.uk. Проверено 6 августа 2020 г.
- ^ Аллард Дж. Д., Бертран К. П. (сентябрь 1992 г.). «Топология мембраны белка устойчивости к тетрациклину pBR322. Слияние генов TetA-PhoA и значение механизма вставки TetA в мембрану» . Журнал биологической химии . 267 (25): 17809–19. дои : 10.1016/S0021-9258(19)37116-9 . ПМИД 1517220 .
- ^ Вертен С., Далм Д., Палм Г.Дж., Гримм CC, Хинрикс В. (декабрь 2014 г.). «Аллостерия тетрациклинового репрессора не зависит от распознавания двухвалентных металлов». Биохимия . 53 (50): 7990–8. дои : 10.1021/bi5012805 . ПМИД 25432019 .
- ^ Орт П., Шнаппингер Д., Хиллен В., Сенгер В., Хинрикс В. (март 2000 г.). «Структурные основы регуляции генов с помощью индуцируемой тетрациклином Tet-репрессорно-операторной системы». Структурная биология природы . 7 (3): 215–9. дои : 10.1038/73324 . ПМИД 10700280 . S2CID 19973826 .
- ^ Беренс С., Альтшмид Л., Хиллен В. (январь 1992 г.). «Роль N-конца репрессора Tet для связывания оператора tet, определенная с помощью мутационного анализа» . Журнал биологической химии . 267 (3): 1945–52. дои : 10.1016/S0021-9258(18)46038-3 . ПМИД 1309804 .
- ^ Перейти обратно: а б Хаффман Дж.Л., Бреннан Р.Г. (февраль 2002 г.). «Прокариотические регуляторы транскрипции: больше, чем просто мотив спираль-поворот-спираль». Современное мнение в области структурной биологии . 12 (1): 98–106. дои : 10.1016/S0959-440X(02)00295-6 . ПМИД 11839496 .