Белок Hfq (также известный как КВ-I белок ) , кодируемый Hfq гена был обнаружен в 1968 г. в качестве палочки Escherichia фактора хозяина , который был необходим для репликации бактериофага Qβ . [1] Теперь ясно, что Hfq является широко распространенным бактериальным РНК-связывающим белком, который выполняет множество важных физиологических ролей, которые обычно опосредуются взаимодействием с Hfq-связывающей мРНК .
В E. coli мутанты Hfq обнаруживают фенотипы, связанные с множественной стрессовой реакцией. [2] В настоящее время известно, что белок Hfq регулирует трансляцию двух основных стрессовых факторов транскрипции (σS (RpoS) и σE (RpoE)) у энтеробактерий . [3] [4] [5] Он также регулирует мРНК в Vibrio cholerae , конкретным примером является мРНК MicX . [6] У Salmonella typhimurium Hfq является важным фактором вирулентности, поскольку его делеция снижает способность S.typhimurium вторгаться в эпителиальные клетки и секретировать факторы вирулентности.или выжить в культивируемых макрофагах . [7] У Salmonella мутанты с делецией Hfq также неподвижны и демонстрируют хроническую активацию сигма-опосредованного стрессового ответа оболочки. [8] CLIP-Seq исследование Hfq в Salmonella показало 640 сайтов связывания по всему Salmonella транскриптома. Большинство этих сайтов связывания было обнаружено в мРНК и мРНК. [9] У Photorhabdus luminescens делеция гена hfq вызывает потерю продукции вторичных метаболитов. [10]
Hfq опосредует свои плейотропные эффекты через несколько механизмов. Он взаимодействует с регуляторной мРНК и облегчает их антисмысловое взаимодействие с их мишенями. Она также действует независимо друг от друга , чтобы модулировать мРНК распада (направление транскрипты мРНК деградации) , а также действует как репрессор мРНК перевода . Геномный SELEX был использован, чтобы показать, что РНК, связывающие Hfq, обогащены мотивом последовательности 5'-AAYAAYAA-3 '. [11] Также было обнаружено, что Hfq действует на биогенез рибосом в E. coli , особенно на 30S-субъединицу. Мутанты Hfq накапливают более высокие уровни незрелых малых субъединиц и снижают точность трансляции. [12] Эта функция бактериальной рибосомы может также объяснить плейотропный эффект, типичный для штаммов с делецией Hfq. [13]
Электронная микроскопия показывает, что помимо ожидаемой локализации этого белка в цитоплазматических областях и в нуклеоиде, важная часть Hfq находится в непосредственной близости от мембраны. [14]
Кристаллографические структуры
К настоящему времени опубликовано шесть кристаллографических структур 4 различных белков Hfq; E. coli Hfq ( PDB : 1HK9 ), P. aeruginosa Hfq в условиях с низким содержанием соли ( 1U1S ) и с высоким содержанием соли ( 1U1T ), Hfq из S. aureus со связанной РНК ( 1KQ2 ) и без ( 1KQ1 ) И Hfq (-подобный) белок M. jannaschii ( 2QTX ).
Все шесть структур подтверждают гексамерную кольцевую форму белкового комплекса Hfq.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Августа JT, Eoyang L, De Fernandez MT и др. (1970). «Фаг-специфические и хозяйские белки при репликации РНК бактериофага». Кормили. Proc . 29 (3): 1170–5. PMID 4315363 .
- ^ Цуй Х.С., Леунг Х.С., Винклер М.Э. (июль 1994 г.). «Характеристика широко плейотропных фенотипов, вызванных мутацией вставки hfq в Escherichia coli K-12». Молекулярная микробиология . 13 (1): 35–49. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.1994.tb00400.x . PMID 7984093 .
- ^ Глушитель A, Fischer D, Hengge-Aronis R (май 1996 г.). «РНК-связывающий белок HF-I, известный как фактор-хозяин для репликации РНК фага Qbeta, необходим для трансляции rpoS в Escherichia coli» . Гены и развитие . 10 (9): 1143–51. DOI : 10,1101 / gad.10.9.1143 . PMID 8654929 .
- ^ Гисберт Э., Родиус В.А., Ахуджа Н. , Виткин Э., Гросс Калифорния (март 2007 г.). «Hfq модулирует sigmaE-опосредованный стрессовый ответ оболочки и sigma32-опосредованный цитоплазматический стрессовый ответ у Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 189 (5): 1963–73. DOI : 10.1128 / JB.01243-06 . PMC 1855744 . PMID 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. DOI : 10.1128 / jb.178.13.3763-3770.1996 . PMC 232634 . PMID 8682778 .
- ^ Дэвис Б.М., Уолдор М.К. (июль 2007 г.). «РНКаза E-зависимый процессинг стабилизирует MicX, мРНК холерного вибриона» . Мол. Microbiol . 65 (2): 373–85. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2007.05796.x . PMC 1976385 . PMID 17590231 .
- ^ Ситтка А., Пфайфер В., Тедин К., Фогель Дж. (Январь 2007 г.). «Шаперон РНК Hfq необходим для вирулентности Salmonella typhimurium» . Молекулярная микробиология . 63 (1): 193–217. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2006.05489.x . PMC 1810395 . PMID 17163975 .
- ^ Фигероа-Босси Н., Лемир С., Малориоль Д., Балбонтин Р., Касадесус Дж., Босси Л. (ноябрь 2006 г.). «Потеря Hfq активирует сигма-зависимую стрессовую реакцию оболочки у Salmonella enterica» . Молекулярная микробиология . 62 (3): 838–52. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2006.05413.x . PMID 16999834 .
- ^ Холмквист Э., Райт П.Р., Ли Л., Бишлер Т., Барквист Л., Рейнхардт Р., Бэкофен Р., Фогель Дж. (2016). «Глобальные паттерны распознавания РНК посттранскрипционных регуляторов Hfq и CsrA, выявленные с помощью УФ-сшивания in vivo» . EMBO J . 35 (9): 991–1011. DOI : 10.15252 / embj.201593360 . PMC 5207318 . PMID 27044921 .
- ^ Тобиас Нью-Джерси, Генрих А.К., Эресманн Х., Райт П.Р., Нойбахер Н., Бакофен Р., Боде HB (2016). «Симбиоз Photorhabdus-нематод зависит от HFQ-опосредованной регуляции вторичных метаболитов». Экологическая микробиология . 19 (1): 119–129. DOI : 10.1111 / 1462-2920.13502 . PMID 27555343 . S2CID 6541706 .
- ^ Лоренц С., Гезелл Т., Циммерманн Б., Шоберл Ю., Билусич И., Райкович Л., Вальдсих С., фон Хезелер А., Шредер Р. (2010). «Геномный SELEX для Hfq-связывающих РНК идентифицирует геномные аптамеры преимущественно в антисмысловых транскриптах» . Nucleic Acids Res . 38 (11): 3794–808. DOI : 10.1093 / NAR / gkq032 . PMC 2887942 . PMID 20348540 .
- ^ Андраде, Хосе М .; Сантос, Рикардо Ф. дос; Челышева Ирина; Игнатова Зоя; Аррайано, Сесилия М. (16.04.2018). «РНК-связывающий белок Hfq важен для биогенеза рибосом и влияет на точность трансляции» . Журнал EMBO . 37 (11): e97631. DOI : 10.15252 / embj.201797631 . ISSN 0261-4189 . PMC 5983149 . PMID 29669858 .
- ^ Шарма, Индра Мани; Корман, Артур; Вудсон, Сара А. (15.05.2018). «Шаперон Hfq способствует созреванию рибосомы» . Журнал EMBO . 37 (11): e99616. DOI : 10.15252 / embj.201899616 . ISSN 0261-4189 . PMC 5983180 . PMID 29764978 .
- ^ Diestra E, Cayrol B, Arluison V, Risco C (2009). Майер С (ред.). «Клеточная электронная микроскопия выявляет локализацию белка Hfq близко к бактериальной мембране» . PLOS ONE . 4 (12): e8301. Bibcode : 2009PLoSO ... 4.8301D . DOI : 10.1371 / journal.pone.0008301 . PMC 2789413 . PMID 20011543 .
11. Mol Cell. 2002 Янв; 9 (1): 23-30. Hfq: бактериальный Sm-подобный белок, который опосредует взаимодействие РНК-РНК. 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.Структуры плейотропного регулятора трансляции Hfq и комплекса Hfq-РНК: бактериальный Sm-подобный белок. Шумахер МА1, Пирсон Р.Ф., Мёллер Т., Валентин-Хансен П., Бреннан Р.Г.
Внешние ссылки
- hfq + Gene + Product в Национальной медицинской библиотеке США по предметным заголовкам по медицинским предметам (MeSH)