TisB-IstR toxin-antitoxinový systém - TisB-IstR toxin-antitoxin system
| IstR | |
|---|---|
 Zachovaná sekundární struktura IstR sRNA. | |
| Identifikátory | |
| Symbol | IstR |
| Rfam | RF01400 |
| Další údaje | |
| RNA typ | sRNA |
| Domény | Enterobacteriaceae |
| PDB struktur | PDBe |
| Systém toxinů a antitoxinů TisB typu I. | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | TisB_toxin | ||||||||
| Pfam | PF13939 | ||||||||
| Membranome | 394 | ||||||||
| |||||||||
The TisB-IstR toxin-antitoxinový systém je první známý toxin-antitoxinový systém který je vyvolán SOS odpověď v reakci na Poškození DNA.[1]
IstR-1 a IstR-2
IstR sRNA (iZákazník SOS indukované toxicita o RNA) je rodina nekódující RNA poprvé identifikován v Escherichia coli. Existují dvě malé RNA kódované IstR místo: IstR-1 a IstR-2, z nichž IstR-1 působí jako antitoxiny proti toxickým látkám protein TisB (toxicity-induced by SOS B), který je zakódován sousedním tisAB gen.[2] IstR-1 je 75 nukleotid přepis vyjádřený konstitutivně v celém růst zatímco IstR-2 je transkript 140 nukleotidů indukovaný Mitomycin C. (MMC). IstR-2 i tisAB jsou považovány za regulované LexA zatímco IstR-1 je konstitutivně přepisován.[1]
Vymazání analýza potvrdila funkci IstR, E-coli kmen K-12 nemohl růst v nepřítomnosti IstR, když tisAB byl přítomen. Vkládání genů IstR na a plazmid umožnil bakteriím normální růst. Ukázaly to další studie výraz Samotný přípravek IstR-1 stačí k nápravě toxických účinků TisB.[1] IstR-2 se nepodílí na regulaci tisAB.[2]
TisAB
The tisAB kódy lokusů pro dva geny: tisA a tisB. The tisA čtecí rámec nebyl prokázán překladovým testem, aby nebyl přeložen.[2] Jeho sekvence je nekonzervovaný napříč druhy. TisB je peptid o 29 aminokyselinách široce konzervovaný v enterobakterie. TisB je odpovědný za přenos toxicity prostřednictvím podezření membrána narušení.[1][2] Po překladu tisB gen, je produkována mRNA neaktivního primárního transkriptu +1, která musí být endonukleolyticky zpracována 42 nukleotidů od 5 'konce, aby se získala m42 translačně kompetentní +42.[3][4] Ve formě +42 má mRNA ribozomové nakládací / pohotovostní místo v nestrukturované oblasti> 80 nt před tisB ribosomové vazebné místo, což umožňuje translaci proteinu TisB. Tato pohotovostní stránka je strukturálně nedostupná v neaktivních formách tisB mRNA (forma +1 a forma +106 produkovaná štěpením RNázou III).[3]
Mechanismus inhibice TisB pomocí IstR-1
Předpokládá se, že IstR-1 inhibuje translaci toxinu TisB a podporuje štěpení RNázy III RNA duplexu vytvořeného při párování bází IstR-1 na tisB mRNA. Vazba komplementární sekvence istR-1 sRNA do tisB Předpokládá se, že mRNA v pohotovostním místě ribozomu brání zavádění ribozomů, a proto brání translaci proteinu TisB.[5] A ZÁVOD analýza potvrdila, že IstR-1 váže TisB mRNA a duplex je poté degradován RNáza III.[6] Výsledkem degradace je forma +106, neaktivní přepis 249 nt, který nemůže být přeloženo.[1]
Navrhovaná funkce toxin-antitoxinového systému IstR-TisB
Navrhovaná funkce tohoto toxin-antitoxinový systém je způsobit zastavení růstu spíše než buněčnou smrt, v reakci na poškození DNA, což poskytne čas na provedení opravných procesů. Překlad TisB je pod kontrolou LexA, je tedy indukován poškozením DNA jako součást SOS odpověď.[3] Za normálních podmínek velmi málo tisB mRNA je syntetizována a translace je inhibována, ale když dojde k poškození DNA tisAB je silně indukován a způsobuje nadměrnou expresi, která potlačuje inhibici vyčerpáním fondu IstR-1.[2]
Experimentální data prokázala, že účinky TisB jsou pokles transkripce, translace a replikace, degradace RNA a rozložení ribozomu. TisB neovlivňuje přepis a překlad přímo in vitro, takže se tyto účinky považují za následné následky poškození membrány.[4]
Předpokládá se, že inzerce TisB do membrány vede ke ztrátě membránového potenciálu. To by mohlo vést ke snížení koncentrace ATP v buňkách po spuštění SOS reakce, což by způsobilo zpomalení buněčných procesů a inhibici buněčného růstu.[4]
Viz také
Reference
- ^ A b C d E Vogel J, Argaman L, Wagner EG, Altuvia S (prosinec 2004). „Malá RNA IstR inhibuje syntézu TisB, SOS-indukovaného toxického peptidu“. Curr. Biol. 14 (24): 2271–2276. doi:10.1016 / j.cub.2004.12.003. PMID 15620655.
- ^ A b C d E Darfeuille F, Unoson C, Vogel J, Wagner EG (květen 2007). "Antisense RNA inhibuje translaci kompeticí s pohotovostními ribozomy". Mol. Buňka. 26 (3): 381–392. doi:10.1016 / j.molcel.2007.04.003. PMID 17499044.
- ^ A b C Gerdes, K .; Wagner, E. (2007). "RNA antitoxiny" (PDF). Současný názor v mikrobiologii. 10 (2): 117–124. doi:10.1016 / j.mib.2007.03.003. PMID 17376733.
- ^ A b C Unoson, C .; Wagner, E. G. H. (2008). „Malý SOS-indukovaný toxin je namířen proti vnitřní membráně v Escherichia coli“. Molekulární mikrobiologie. 70 (1): 258–270. doi:10.1111 / j.1365-2958.2008.06416.x. PMID 18761622.
- ^ Weel-Sneve, R .; Bjoras, M .; Kristiansen, K. I. (2008). „Nadměrná exprese tisA RNA regulované LexA v E. Coli inhibuje funkce SOS; důsledky pro regulaci odpovědi SOS“. Výzkum nukleových kyselin. 36 (19): 6249–6259. doi:10.1093 / nar / gkn633. PMC 2577331. PMID 18832374.
- ^ Sharma CM, Vogel J (říjen 2009). "Experimentální přístupy k objevu a charakterizaci regulační malé RNA". Curr. Opin. Microbiol. 12 (5): 536–546. doi:10.1016 / j.mib.2009.07.006. PMID 19758836.
Další čtení
- Wassarman KM, Repoila F, Rosenow C, Storz G, Gottesman S (červenec 2001). „Identifikace nových malých RNA pomocí komparativní genomiky a mikročipů“. Genes Dev. 15 (13): 1637–1651. doi:10,1101 / gad.901001. PMC 312727. PMID 11445539.
- Santiviago CA, Reynolds MM, Porwollik S, et al. (Červenec 2009). „Analýza souborů cílených delečních mutantů Salmonella identifikuje nové geny ovlivňující kondici během kompetitivní infekce u myší“. PLoS Pathog. 5 (7): e1000477. doi:10.1371 / journal.ppat.1000477. PMC 2698986. PMID 19578432.
- Fozo EM, Makarova KS, Shabalina SA, Yutin N, Koonin EV, Storz G (červen 2010). „Množství toxin-antitoxinových systémů typu I v bakteriích: hledání nových kandidátů a objev nových rodin“. Nucleic Acids Res. 38 (11): 3743–3759. doi:10.1093 / nar / gkq054. PMC 2887945. PMID 20156992. Citováno 2010-08-11.
- Rudd KE (1999). "Nové intergenní repetice Escherichia coli K-12". Res. Microbiol. 150 (9–10): 653–664. doi:10.1016 / S0923-2508 (99) 00126-6. PMID 10673004.
- Wagner, E. G. H .; Unoson, C. (2012). „Systém toxin-antitoxin tisB-istR1: Exprese, regulace a biologická role v přetrvávajících fenotypech“. RNA Biology. 9 (12): 1513–1519. doi:10,4161 / rna.22578. PMID 23093802.