Белок-активатор катаболита
Белок- активатор катаболита ( CAP , также известный как белок рецептора цАМФ , CRP ) представляет собой транскрипционный активатор , который существует в виде гомодимера в растворе. Каждая субъединица CAP состоит из лиганд -связывающего домена на N-конце (CAP N , остатки 1–138) и ДНК-связывающего домена на С-конце (DBD, остатки 139–209). [1] [2] Две молекулы цАМФ ( циклический АМФ ) связывают димерный CAP с отрицательной кооперативностью . Циклический АМФ действует как аллостерическийэффектор, увеличивая сродство CAP к ДНК . CAP связывает область ДНК выше по течению от сайта связывания ДНК РНК-полимеразы. CAP активирует транскрипцию посредством белок-белковых взаимодействий с α-субъединицей РНК-полимеразы. Это белок-белковое взаимодействие отвечает за (i) катализ образования закрытого комплекса РНКП-промотор; и (ii) изомеризация комплекса РНКП-промотор в открытую конформацию. Взаимодействие CAP с РНК-полимеразой вызывает изгиб ДНК вблизи места начала транскрипции, таким образом, эффективно катализируя процесс инициации транскрипции. [3]Название CAP происходит от его способности влиять на транскрипцию генов, участвующих во многих катаболических путях. Например, когда количество глюкозы, транспортируемой в клетку, низкое, каскад событий приводит к повышению уровня цитозольного цАМФ. Это увеличение уровня цАМФ ощущается CAP, который активирует транскрипцию многих других катаболических генов.
CAP имеет характерную структуру мотива спираль-поворот-спираль , которая позволяет ему связываться с последовательными основными бороздками ДНК. Две спирали усиливают друг друга, каждая из которых вызывает поворот в структуре на 43°, при общем повороте ДНК на 94°. [4]
Это взаимодействие открывает молекулу ДНК, позволяя РНК-полимеразе связываться и транскрибировать гены, участвующие в катаболизме лактозы . [1] [2] цАМФ-CAP необходим для активации транскрипции lac оперона .
Это требование отражает большую простоту метаболизма глюкозы по сравнению с лактозой. Клетка «предпочитает» глюкозу, и, если она доступна, lac - оперон не активируется даже при наличии лактозы. Это эффективный способ интеграции двух разных сигналов. Это явление известно как катаболитная репрессия . CAP играет важную роль в катаболитной репрессии , хорошо известном примере модуля , а также играет роль в Mal regulon . [5]
