Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
TetR как гомодимер: каждый мономер показан пурпурным или лососевым цветом. Мотив спираль-поворот-спираль показан темно-красным цветом.

Белки-репрессоры Tet (также известные как TetR ) - это белки, играющие важную роль в придании устойчивости к антибиотикам большим категориям видов бактерий.

Тетрациклин (Tc) - это широкое семейство антибиотиков, к которым у бактерий выработалась устойчивость. Tc обычно убивает бактерии, связываясь с бактериальной рибосомой и останавливая синтез белка. Экспрессия генов устойчивости к Tc регулируется репрессором TetR. TetR подавляет экспрессию TetA, мембранного белка, который выкачивает токсичные для бактерий вещества, такие как Tc, путем связывания оператора tetA . [1] У Tc-устойчивых бактерий TetA будет откачивать Tc, прежде чем он сможет связываться с рибосомой, потому что репрессивное действие TetR на TetA останавливается связыванием Tc с TetR. [1] Таким образом, TetR может играть важную роль, помогая ученым лучше понять механизмыустойчивость к антибиотикам и способы лечения устойчивых к антибиотикам бактерий. TetR - один из многих белков в семействе белков TetR , названном так потому, что TetR является наиболее хорошо охарактеризованным членом. [2]

TetR используется в искусственно созданных сетях регуляции генов из-за его способности тонко регулировать промоторы . В отсутствие Tc или аналогов, таких как ATc , базальная экспрессия промоторов, регулируемых TetR, низкая, но экспрессия резко возрастает в присутствии даже незначительного количества Tc. Ген tetA также присутствует в широко используемом векторе клонирования E. coli pBR322 , где его часто называют по имени его фенотипа устойчивости к тетрациклину, Tet R , не путать с TetR. [3]

Структура и функции [ править ]

Тетрациклин-магниевый комплекс (синий) связан с полостью TetR (зеленый). Мотив HTH показан розовым цветом - конформационное изменение.

TetR действует как гомодимер . [1] Каждый мономер состоит из десяти альфа-спиралей.связаны петлями и поворотами. Общая структура TetR может быть разбита на два ДНК-связывающих домена (по одному на мономер) и регуляторное ядро, которое отвечает за распознавание и димеризацию тетрациклина. TetR димеризуется за счет гидрофобных контактов внутри регуляторного ядра. Во внешних спиралях регуляторного домена имеется полость для связывания тетрациклина. Когда тетрациклин связывает эту полость, он вызывает конформационное изменение, которое влияет на ДНК-связывающий домен, так что TetR больше не может связываться с ДНК. В результате экспрессируются TetA и TetR. В этой области все еще ведутся споры, могут ли производные тетрациклина сами по себе вызывать это конформационное изменение или тетрациклин должен находиться в комплексе с магнием для связывания TetR. [4] (TetR обычно связывает тетрациклин-Mg 2+ комплексов внутри бактерий, но связывание TetR только с тетрациклином наблюдалось in vitro.)

TetR (пурпурный и лососевый) в комплексе с его целевой последовательностью ДНК. Мотивы HTH показаны красным цветом, связываясь с большими бороздками ДНК. PDB: 1QPI

ДНК-связывающие домены TetR распознают палиндромную последовательность из 15 пар оснований оператора TetA. [1] [5] Эти домены в основном состоят из мотива спираль-поворот-спираль (HTH), который является общим для членов семейства белков TetR (см. Ниже). Однако также было показано, что N-концевые остатки, предшествующие этому мотиву, важны для связывания ДНК. [6] Хотя эти остатки не контактируют напрямую с ДНК, они упаковываются против HTH, и эта упаковка важна для связывания. Мотивы HTH имеют в основном гидрофобные взаимодействия с большими бороздками ДНК-мишени. [1] Связывание TetR с его последовательностью ДНК-мишени вызывает изменения как в ДНК, так и в TetR. [7]TetR вызывает расширение основных бороздок, а также изгиб ДНК; одна спирали из HTH мотива тетра принимает 3 10 винтовой поворот как результат сложных взаимодействий ДНК.

Семейство белков TetR [ править ]

Выравнивание мотивов HTH трех членов семейства TetR: MtrR (пурпурный), SimR (голубой) и AmtR (зеленый)

По состоянию на июнь 2005 г. это семейство белков насчитывало около 2353 члена, которые являются регуляторами транскрипции. [1] (Транскрипционные регуляторы контролируют экспрессию генов.) Эти белки содержат мотив спираль-поворот-спираль (HTH), который является ДНК-связывающим доменом. Вторая спираль считается наиболее важной для специфичности последовательности ДНК и часто распознает нуклеиновые кислоты в пределах большой бороздки двойной спирали. [7] У большинства членов семейства этот мотив находится на N-конце белка и является высококонсервативным. [1] Высокая консервативность мотива HTH не наблюдается для других доменов белка. Различия, наблюдаемые в этих других регуляторных доменах, вероятно, связаны с различиями в молекулах, которые ощущает каждый член семьи.

Члены семейства белков TetR в основном являются репрессорами транскрипции, что означает, что они предотвращают экспрессию определенных генов на уровне ДНК. Эти белки могут действовать на гены с различными функциями, включая устойчивость к антибиотикам, биосинтез и метаболизм, бактериальный патогенез и реакцию на клеточный стресс.

См. Также [ править ]

  • Активация транскрипции, контролируемая тетрациклином

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г Ramos JL, Мартинес-Буэно М, Молина-Энарес AJ, TERAN W, Watanabe K, X, Zhang и др. (Июнь 2005 г.). «Семейство репрессоров транскрипции TetR» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 69 (2): 326–56. DOI : 10.1128 / mmbr.69.2.326-356.2005 . PMC  1197418 . PMID  15944459 .
  2. ^ "ИнтерПро" . www.ebi.ac.uk . Проверено 6 августа 2020 .
  3. ↑ Allard JD, Bertrand KP (сентябрь 1992 г.). «Мембранная топология белка устойчивости к тетрациклину pBR322. Слияния генов TetA-PhoA и последствия для механизма встраивания TetA в мембрану». Журнал биологической химии . 267 (25): 17809–19. PMID 1517220 . 
  4. ^ Werten S, D Dalm, Палм ГДж, Гримм CC, Хинрикс Вт (декабрь 2014). «Аллостерия репрессоров тетрациклинов не зависит от распознавания двухвалентных металлов». Биохимия . 53 (50): 7990–8. DOI : 10.1021 / bi5012805 . PMID 25432019 . 
  5. ^ Орт P, Schnappinger D, Hillen Вт, Saenger Вт, Хинрикс Вт (март 2000). «Структурные основы регуляции генов с помощью тетрациклин-индуцибельной системы репрессор-оператор Tet». Структурная биология природы . 7 (3): 215–9. DOI : 10.1038 / 73324 . PMID 10700280 . 
  6. ^ Беренс С, Altschmied л, Hillen Вт (январь 1992). «Роль N-конца в репрессоре Tet для связывания оператора tet определяется с помощью мутационного анализа» . Журнал биологической химии . 267 (3): 1945–52. PMID 1309804 . 
  7. ^ a b Хаффман Дж. Л., Бреннан Р. Г. (февраль 2002 г.). «Прокариотические регуляторы транскрипции: больше, чем просто мотив спираль-поворот-спираль». Текущее мнение в структурной биологии . 12 (1): 98–106. DOI : 10.1016 / S0959-440X (02) 00295-6 . PMID 11839496 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Регулирование устойчивости к антибиотикам