Nik operon - Nik operon - Wikipedia
The nik operon je operon potřebné pro absorpci iontů niklu do buňky. Je přítomen v mnoha bakteriích, ale byl rozsáhle studován v Helicobacter pylori. Nikl je základní živinou pro mnoho mikroorganismů, kde se účastní různých buněčných procesů. Nadměrné hladiny iontů niklu v buňce však mohou být pro buňku smrtelné. Koncentrace iontů niklu v buňce je regulována prostřednictvím nik operon.
Struktura nik operon
The nik operon se skládá ze šesti genů. Prvních pět genů nikABCDE kódovat komponenty typické Dopravní systém ABC a poslední gen nikR kóduje protein vázající DNA, který potlačuje transkripci nikABCDE při dostatečném Ni2+ je přítomen. The nikR Gen se nachází 5 bp po proudu od konce nikEpřepsané stejným směrem jako nikABCDE. Následující tabulka shrnuje strukturu nik operon:
| Gen | Protein kódován | Funkční role |
|---|---|---|
| nikA | ABC transportér Ni2+vazebná složka | váže Ni2+ v periplazma a převede jej do permeáza; může také hrát roli v chemotaxe mimo toxické koncentrace niklu |
| nikB & nikC | Komponenty permeázy ABC transportéru | transport Ni2++ přes vnitřní membránu |
| nikD & nikE | Složky vázající ATP na transportér ABC | hydrolyzuje ATP poskytnout energii pro dopravní proces |
| nikR | transkripční regulátor nikABCDE operon | downregulates výraz nik operon v přítomnosti přebytečného Ni2+ ionty |
Nařízení
nikR Nařízení
Regulace projevu nikR gen je dosažen dvěma promotéři. První je přes Regulace FNR. Regulace FNR kontrolovaná nikABCDE – nikR se vyskytuje v poli FNR umístěném před nikA na domnělém vazebném místě NikR.[1] Regulační druhý prvek promotoru nikR exprese nastává 51 bp proti proudu od nikR počáteční místo transkripce a vede k nízkoúrovňové konstitutivní expresi. Existují také důkazy o tom nikR výraz je částečně autoregulován.[2]
Regulace Ni2+ absorpce
Ni2+ je přijímán do prokaryotických buněk jedním ze dvou typů vysoce afinitních transportních systémů.[3] První metoda zahrnuje transportéry typu ABC (popsané v tomto článku) a druhý mechanismus využívá permeace přechodných kovů (například HoxN z Ralstonia eutropha ). Transportní systém typu ABC se skládá z pěti proteinů, NikA – E, které provádějí transport Ni závislý na ATP2+.[1] NikA je rozpustný, periplazmatický protein vázající Ni; NikB a NikC tvoří transmembránový pór pro průchod Ni; a NikD a NikE hydrolyzují ATP a spojují tuto energii s Ni2+-doprava. Když Ni2+ je k dispozici v přebytku, protein NikR potlačuje transkripci nikABCDE.[2]
Represe vazbou NikR
Při použití vyhledávání sekvenčních databází založených na profilech bylo prokázáno, že NikR je členem rodiny transkripčních faktorů stuha-spirála-spirála (RHH).[4] Bylo prokázáno, že N-terminální doména NikR je odpovědná za vazbu na DNA a že se váže pouze v přítomnosti Ni2+. NikR má dvě místa pro vazbu na Ni2+ ionty. Vazba Ni2+ v koncentracích, které umožňují plné obsazení pouze míst s vysokou afinitou, je dostatečné pro vazbu operátora, ale afinita pro operátora je zvýšena 1000krát a stopy obsluhy jsou větší, když jsou obsazena obě místa vázající nikl.[5] Tyto výsledky v kombinaci s odhady intracelulárního Ni2+ a koncentrace NikR vedou k závěru, že NikR je schopen vnímat Ni2+ a regulovat nik exprese operonu v rozsahu intracelulárního Ni2+ koncentrace od jedné až po 10 000 molekul na buňku.
Viz také
Reference
- ^ A b Navarro, Clarisse; Wu, Long-Fei; Mandrand-Berthelot, Marie-Andrée (1. září 1993). „The nik operon z Escherichia coli kóduje periplazmatický transportní systém závislý na proteinu pro nikl ". Molekulární mikrobiologie. 9 (6): 1181–1191. doi:10.1111 / j.1365-2958.1993.tb01247.x.
- ^ A b De Pina, K; Desjardin, V; Mandrand-Berthelot, MA; Giordano, G; Wu, LF (leden 1999). „Izolace a charakterizace genu nikR kódujícího regulátor reagující na nikl v Escherichia coli“. Journal of Bacteriology. 181 (2): 670–4. PMC 93426. PMID 9882686.
- ^ Eitinger, T; Mandrand-Berthelot, MA (leden 2000). "Niklové transportní systémy v mikroorganismech". Archiv mikrobiologie. 173 (1): 1–9. doi:10.1007 / s002030050001. PMID 10648098.
- ^ Chivers, PT; Sauer, RT (30. června 2000). "Regulace absorpce niklu s vysokou afinitou v bakteriích. Ni2+-Závislá interakce NikR s divokými a mutovanými operátorskými stránkami ". The Journal of Biological Chemistry. 275 (26): 19735–41. doi:10.1074 / jbc.m002232200. PMID 10787413.
- ^ Chivers, Peter T .; Sauer, Robert T. (1. října 2002). "NikR Repressor". Chemie a biologie. 9 (10): 1141–1148. doi:10.1016 / s1074-5521 (02) 00241-7.