белок Hfq

Белок Hfq (также известный как белок HF-I ), кодируемый геном hfq, был обнаружен в 1968 году как фактор-хозяин Escherichia coli , который был необходим для репликации бактериофага Qβ . ^{[ 1 ]} Теперь ясно, что Hfq представляет собой распространенный бактериальный РНК-связывающий белок, который выполняет множество важных физиологических ролей, которые обычно опосредуются взаимодействием с Hfq-связывающей мРНК .

В E. coli мутанты Hfq демонстрируют множественные фенотипы, связанные с реакцией на стресс. ^{[ 2 ]} Теперь известно, что белок Hfq регулирует трансляцию двух основных факторов стрессовой транскрипции (σS (RpoS) и σE (RpoE)) у энтеробактерий . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Он также регулирует мРНК в Vibrio cholerae , конкретным примером является мРНК MicX . ^{[ 6 ]} Было показано, что у Salmonella typhimurium Hfq является важным фактором вирулентности, поскольку его делеция ослабляет способность S.typhimurium проникать в эпителиальные клетки , секретировать факторы вирулентности или выживать в культивируемых макрофагах . ^{[ 7 ]} У Salmonella мутанты с делецией Hfq также неподвижны и демонстрируют хроническую активацию сигма-опосредованной реакции на стресс оболочки. ^{[ 8 ]} Исследование с помощью CLIP-Seq Hfq сальмонеллы выявило 640 сайтов связывания в транскриптоме сальмонеллы . Большинство этих сайтов связывания обнаружено в мРНК и мРНК. ^{[ 9 ]} У Photorhabdus luminescens делеция гена hfq вызывает потерю продукции вторичных метаболитов. ^{[ 10 ]}

Hfq опосредует свои плейотропные эффекты посредством нескольких механизмов. Он взаимодействует с регуляторными мРНК и облегчает их антисмысловое взаимодействие с мишенями. Он также действует независимо, модулируя распад мРНК (направляя транскрипты мРНК на деградацию), а также действует как репрессор трансляции мРНК . Геномный SELEX был использован, чтобы показать, что Hfq-связывающие РНК обогащены мотивом последовательности 5'-AAYAAYAA-3'. ^{[ 11 ]} Также было обнаружено, что Hfq действует на биогенез рибосом в E. coli , особенно на субъединицу 30S. Мутанты Hfq накапливают более высокие уровни незрелых малых субъединиц и снижают точность трансляции. ^{[ 12 ]} Эта функция бактериальной рибосомы может также объяснять плейотропный эффект, типичный для штаммов с делецией Hfq. ^{[ 13 ]}

Электронно-микроскопическое исследование показывает, что, помимо ожидаемой локализации этого белка в цитоплазматических областях и нуклеоиде, важная фракция Hfq расположена в непосредственной близости от мембраны. ^{[ 14 ]}

Кристаллографические структуры

На данный момент опубликовано шесть кристаллографических структур четырех различных белков Hfq; Hfq E. coli ( PDB : 1HK9 ), Hfq P. aeruginosa в состоянии с низким содержанием соли ( 1U1S ) и в состоянии с высоким содержанием соли ( 1U1T ), Hfq из S. aureus со связанной РНК ( 1KQ2 ) и без ( 1KQ1 ), а также Hfq(-подобный) белок из M. jannaschii ( 2QTX ).

Все шесть структур подтверждают форму гексамерного кольца белкового комплекса Hfq.

См. также

РНК-аут

Ссылки

^ Август Дж.Т., Эоян Л., Де Фернандес М.Т. и др. (1970). «Фагоспецифические и хозяйские белки в репликации РНК бактериофага». Фед. Проц . 29 (3): 1170–5. ПМИД 4315363 .
^ Цуй ХК, Люнг ХК, Винклер М.Э. (июль 1994 г.). «Характеристика широко плейотропных фенотипов, вызванных инсерционной мутацией hfq в Escherichia coli K-12». Молекулярная микробиология . 13 (1): 35–49. дои : 10.1111/j.1365-2958.1994.tb00400.x . ПМИД 7984093 . S2CID 46245659 .
^ Глушитель А, Фишер Д., Хенгге-Аронис Р. (май 1996 г.). «РНК-связывающий белок HF-I, известный как фактор хозяина для репликации РНК фага Qbeta, необходим для трансляции rpoS в Escherichia coli» . Гены и развитие . 10 (9): 1143–51. дои : 10.1101/gad.10.9.1143 . ПМИД 8654929 .
^ Гисберт Э., Родиус В.А., Ахуджа Н. , Уиткин Э., Гросс Калифорния (март 2007 г.). «Hfq модулирует опосредованную сигмаЕ реакцию на стресс оболочки и опосредованную сигма32 реакцию цитоплазмы на стресс в Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 189 (5): 1963–73. дои : 10.1128/JB.01243-06 . ПМЦ 1855744 . ПМИД 17158661 .
^ Браун Л., Эллиот Т. (июль 1996 г.). «Для эффективной трансляции сигма-фактора RpoS в Salmonella typhimurium требуется фактор хозяина I, РНК-связывающий белок, кодируемый геном hfq» . Журнал бактериологии . 178 (13): 3763–70. дои : 10.1128/jb.178.13.3763-3770.1996 . ПМК 232634 . ПМИД 8682778 .
^ Дэвис Б.М., Уолдор М.К. (июль 2007 г.). «Зависимый от РНКазы E процессинг стабилизирует MicX, мРНК вибриона холеры» . Мол. Микробиол . 65 (2): 373–85. дои : 10.1111/j.1365-2958.2007.05796.x . ЧВК 1976385 . ПМИД 17590231 .
^ Ситтка А., Пфайффер В., Тедин К., Фогель Дж. (январь 2007 г.). «РНК-шаперон Hfq необходим для вирулентности Salmonella typhimurium» . Молекулярная микробиология . 63 (1): 193–217. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05489.x . ПМК 1810395 . ПМИД 17163975 .
^ Фигероа-Босси Н., Лемир С., Малориол Д., Бальбонтин Р., Касадесус Дж., Босси Л. (ноябрь 2006 г.). «Потеря Hfq активирует сигма-зависимую реакцию оболочки на стресс у Salmonella enterica» . Молекулярная микробиология . 62 (3): 838–52. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05413.x . ПМИД 16999834 .
^ Холмквист Э., Райт П.Р., Ли Л., Бишлер Т., Барквист Л., Рейнхардт Р., Бакофен Р., Фогель Дж. (2016). «Глобальные закономерности распознавания РНК посттранскрипционных регуляторов Hfq и CsrA, выявленные с помощью УФ-сшивки in vivo» . ЭМБО Дж . 35 (9): 991–1011. дои : 10.15252/embj.201593360 . ПМК 5207318 . ПМИД 27044921 .
^ Тобиас Н.Дж., Генрих А.К., Эресманн Х., Райт П.Р., Нойбахер Н., Бакофен Р., Боде Х.Б. (2016). «Симбиоз фоторабдусов и нематод зависит от регуляции вторичных метаболитов, опосредованной hfq». Экологическая микробиология . 19 (1): 119–129. дои : 10.1111/1462-2920.13502 . ПМИД 27555343 . S2CID 6541706 .
^ Лоренц С., Гезелл Т., Циммерманн Б., Шеберл Ю., Билусич И., Райкович Л., Вальдсих С., фон Хэзелер А., Шредер Р. (2010). «Геномный SELEX для Hfq-связывающих РНК идентифицирует геномные аптамеры преимущественно в антисмысловых транскриптах» . Нуклеиновые кислоты Рез . 38 (11): 3794–808. дои : 10.1093/нар/gkq032 . ПМЦ 2887942 . ПМИД 20348540 .
^ АНДРАДЕ, Хосе М.; САНТОС, Рикардо Ф. дос; Челышева Ирина; Игнатова, Зоя; Аррайано, Сесилия М. (16 апреля 2018 г.). «РНК-связывающий белок Hfq важен для биогенеза рибосом и влияет на точность трансляции» . Журнал ЭМБО . 37 (11): e97631. дои : 10.15252/embj.201797631 . ISSN 0261-4189 . ПМЦ 5983149 . ПМИД 29669858 .
^ Шарма, Индра Мани; Корман, Артур; Вудсон, Сара А. (15 мая 2018 г.). «Шаперон Hfq помогает рибосоме созреть» . Журнал ЭМБО . 37 (11): e99616. дои : 10.15252/embj.201899616 . ISSN 0261-4189 . ПМК 5983180 . ПМИД 29764978 .
^ Диестра Э., Кэрол Б., Арлуисон В., Риско С. (2009). Майер С. (ред.). «Клеточная электронная микроскопия показывает локализацию белка Hfq вблизи бактериальной мембраны» . ПЛОС ОДИН . 4 (12): е8301. Бибкод : 2009PLoSO...4.8301D . дои : 10.1371/journal.pone.0008301 . ПМК 2789413 . ПМИД 20011543 .

11. Mol Cell. 2002 Jan;9(1):23-30. Hfq: a bacterial Sm-like protein that mediates RNA-RNA interaction.Møller T1, Franch T,    Højrup P, Keene DR, Bächinger HP, Brennan RG, Valentin-Hansen P.
 
12. EMBO J. 2002 Jul 1;21(13):3546-56.Structures of the pleiotropic translational regulator Hfq and an Hfq-RNA complex: a bacterial Sm-like protein. Schumacher MA1, Pearson RF, Møller T, Valentin-Hansen P, Brennan RG.

Внешние ссылки

hfq+Ген+Продукт в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[pmid4315363-1] Август Дж.Т., Эоян Л., Де Фернандес М.Т. и др. (1970). «Фагоспецифические и хозяйские белки в репликации РНК бактериофага». Фед. Проц . 29 (3): 1170–5. ПМИД 4315363 .

[pmid7984093-2] Цуй ХК, Люнг ХК, Винклер М.Э. (июль 1994 г.). «Характеристика широко плейотропных фенотипов, вызванных инсерционной мутацией hfq в Escherichia coli K-12». Молекулярная микробиология . 13 (1): 35–49. дои : 10.1111/j.1365-2958.1994.tb00400.x . ПМИД 7984093 . S2CID 46245659 .

[pmid8654929-3] Глушитель А, Фишер Д., Хенгге-Аронис Р. (май 1996 г.). «РНК-связывающий белок HF-I, известный как фактор хозяина для репликации РНК фага Qbeta, необходим для трансляции rpoS в Escherichia coli» . Гены и развитие . 10 (9): 1143–51. дои : 10.1101/gad.10.9.1143 . ПМИД 8654929 .

[pmid17158661-4] Гисберт Э., Родиус В.А., Ахуджа Н. , Уиткин Э., Гросс Калифорния (март 2007 г.). «Hfq модулирует опосредованную сигмаЕ реакцию на стресс оболочки и опосредованную сигма32 реакцию цитоплазмы на стресс в Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 189 (5): 1963–73. дои : 10.1128/JB.01243-06 . ПМЦ 1855744 . ПМИД 17158661 .

[pmid8682778-5] Браун Л., Эллиот Т. (июль 1996 г.). «Для эффективной трансляции сигма-фактора RpoS в Salmonella typhimurium требуется фактор хозяина I, РНК-связывающий белок, кодируемый геном hfq» . Журнал бактериологии . 178 (13): 3763–70. дои : 10.1128/jb.178.13.3763-3770.1996 . ПМК 232634 . ПМИД 8682778 .

[Dav07-6] Дэвис Б.М., Уолдор М.К. (июль 2007 г.). «Зависимый от РНКазы E процессинг стабилизирует MicX, мРНК вибриона холеры» . Мол. Микробиол . 65 (2): 373–85. дои : 10.1111/j.1365-2958.2007.05796.x . ЧВК 1976385 . ПМИД 17590231 .

[pmid17163975-7] Ситтка А., Пфайффер В., Тедин К., Фогель Дж. (январь 2007 г.). «РНК-шаперон Hfq необходим для вирулентности Salmonella typhimurium» . Молекулярная микробиология . 63 (1): 193–217. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05489.x . ПМК 1810395 . ПМИД 17163975 .

[pmid16999834-8] Фигероа-Босси Н., Лемир С., Малориол Д., Бальбонтин Р., Касадесус Дж., Босси Л. (ноябрь 2006 г.). «Потеря Hfq активирует сигма-зависимую реакцию оболочки на стресс у Salmonella enterica» . Молекулярная микробиология . 62 (3): 838–52. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05413.x . ПМИД 16999834 .

[pmid27044921-9] Холмквист Э., Райт П.Р., Ли Л., Бишлер Т., Барквист Л., Рейнхардт Р., Бакофен Р., Фогель Дж. (2016). «Глобальные закономерности распознавания РНК посттранскрипционных регуляторов Hfq и CsrA, выявленные с помощью УФ-сшивки in vivo» . ЭМБО Дж . 35 (9): 991–1011. дои : 10.15252/embj.201593360 . ПМК 5207318 . ПМИД 27044921 .

[pmid27555343-10] Тобиас Н.Дж., Генрих А.К., Эресманн Х., Райт П.Р., Нойбахер Н., Бакофен Р., Боде Х.Б. (2016). «Симбиоз фоторабдусов и нематод зависит от регуляции вторичных метаболитов, опосредованной hfq». Экологическая микробиология . 19 (1): 119–129. дои : 10.1111/1462-2920.13502 . ПМИД 27555343 . S2CID 6541706 .

[pmid20348540-11] Лоренц С., Гезелл Т., Циммерманн Б., Шеберл Ю., Билусич И., Райкович Л., Вальдсих С., фон Хэзелер А., Шредер Р. (2010). «Геномный SELEX для Hfq-связывающих РНК идентифицирует геномные аптамеры преимущественно в антисмысловых транскриптах» . Нуклеиновые кислоты Рез . 38 (11): 3794–808. дои : 10.1093/нар/gkq032 . ПМЦ 2887942 . ПМИД 20348540 .

[12] АНДРАДЕ, Хосе М.; САНТОС, Рикардо Ф. дос; Челышева Ирина; Игнатова, Зоя; Аррайано, Сесилия М. (16 апреля 2018 г.). «РНК-связывающий белок Hfq важен для биогенеза рибосом и влияет на точность трансляции» . Журнал ЭМБО . 37 (11): e97631. дои : 10.15252/embj.201797631 . ISSN 0261-4189 . ПМЦ 5983149 . ПМИД 29669858 .

[13] Шарма, Индра Мани; Корман, Артур; Вудсон, Сара А. (15 мая 2018 г.). «Шаперон Hfq помогает рибосоме созреть» . Журнал ЭМБО . 37 (11): e99616. дои : 10.15252/embj.201899616 . ISSN 0261-4189 . ПМК 5983180 . ПМИД 29764978 .

[pmid20011543-14] Диестра Э., Кэрол Б., Арлуисон В., Риско С. (2009). Майер С. (ред.). «Клеточная электронная микроскопия показывает локализацию белка Hfq вблизи бактериальной мембраны» . ПЛОС ОДИН . 4 (12): е8301. Бибкод : 2009PLoSO...4.8301D . дои : 10.1371/journal.pone.0008301 . ПМК 2789413 . ПМИД 20011543 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]