stringtranslate.com

Термометр FourU

FourU-термометры — это класс некодирующих РНК- термометров, обнаруженных у сальмонелл . [1] Они получили название «FourU» из-за четырех высококонсервативных нуклеотидов уридина , обнаруженных прямо напротив последовательности Шайна-Дальгарно на шпильке II ( на фото ). РНК-термометры, такие как FourU, контролируют регуляцию температуры с помощью белков теплового шока у многих прокариот . [2] [3] [4] FourU-термометры — это относительно небольшие молекулы РНК, длиной всего 57 нуклеотидов , имеющие простую двухшпилечную структуру. [1]

Четыре U находятся в 5'-нетранслируемой области гена белка теплового шока Salmonella agsA , [1] [5] [6] они подавляют трансляцию этого белка путем спаривания оснований последовательности Шайна-Дальгарно мРНК гена . [2] Это не позволяет рибосомам связываться со стартовым кодоном гена. [7]

Они также обнаружены в 5'UTR генов htrA (требование высокой температуры) у сальмонелл и E.coli. [8]

В V. cholerae четыре термометра U в 5' toxT контролируют его температурно-зависимую трансляцию. При температуре человеческого тела структура термометра открывается и позволяет транскрипционному активатору белка ToxT транслироваться, способствуя вирулентности V. cholerae . [9]

Другие известные РНК-термометры включают элемент ROSE [10] [11] и элемент Hsp90 cis-reg . [12]

Реакция на температуру

Шпилька II, по-видимому, является динамической особенностью вторичной структуры FourU . [1] [2] Она претерпевает конформационный сдвиг при воздействии температур выше 45 °C, становясь все более неспаренной по мере повышения температуры. [1] Шпилька I, напротив, остается стабильно спаренной при температурах до 50 °C, что подразумевает, что структурный сдвиг шпильки II из закрытого в открытое состояние может играть важную роль в реакции на тепловой шок . [1] В более позднем исследовании использовался мутантный анализ и расчеты энтальпии и энтропии для поддержки кооперативного механизма разворачивания шпильки II типа молнии FourU в ответ на повышение температуры. [2]

Сигма-фактор сотрудничества

Как и другие РНК-термометры, FourU не несет единоличной ответственности за температурно-зависимую экспрессию своего соседнего гена. [13] Вместо этого он работает совместно с сигма-фактором (σ 32 ) [14] , который, как известно, также регулирует многие другие гены. [15] Было обнаружено, что комбинации сигма-фактора и РНК-термометра регулируют другие гены теплового шока (например, ibpA в E. coli ) [4] , что привело к предположению [ кем? ] о неоткрытых РНК-термометрах, работающих вместе с модулями сигма-фактора для регулирования других родственных генов в качестве дополнительного уровня контроля. Дальнейшие предположения предполагают, что более простой метод РНК-термометра для регуляции генов мог развиться до более сложного контроля транскрипции сигма-фактора. [1]

функция agsA

Ген agsA, который регулируется термометрами FourU, был впервые обнаружен в Salmonella enterica . [6] Белок, кодируемый этим геном, представляет собой небольшой белок теплового шока (sHSP), который защищает бактерии от необратимой агрегации белков и способствует их рефолдингу . [14] Анализ мутантов подтвердил важность agsA: плазмида, содержащая ген и промотор, увеличила выживаемость термочувствительного мутантного фенотипа , исправив агрегацию белков при высоких температурах. [6] Он имеет функцию, схожую с функцией человеческого шаперона α-кристаллина . [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefg Waldminghaus T, Heidrich N, Brantl S, Narberhaus F (июль 2007 г.). «FourU: новый тип РНК-термометра для сальмонеллы». Молекулярная микробиология . 65 (2): 413–424. дои : 10.1111/j.1365-2958.2007.05794.x . ПМИД  17630972.
  2. ^ abcd Rinnenthal J, Klinkert B, Narberhaus F, Schwalbe H (июнь 2010 г.). «Прямое наблюдение за процессом плавления, вызванным температурой, термометра Salmonella fourU RNA при разрешении пар оснований». Nucleic Acids Research . 38 (11): 3834–3847. doi :10.1093/nar/gkq124. PMC 2887971. PMID  20211842 . 
  3. ^ Narberhaus F, Waldminghaus T, Chowdhury S (январь 2006 г.). «РНК-термометры». FEMS Microbiology Reviews . 30 (1): 3–16. doi :10.1111/j.1574-6976.2005.004.x. PMID  16438677.
  4. ^ ab Waldminghaus T, Fippinger A, Alfsmann J, Narberhaus F (декабрь 2005 г.). «РНК-термометры распространены у альфа- и гамма-протеобактерий». Биологическая химия . 386 (12): 1279–1286. doi :10.1515/BC.2005.145. PMID  16336122. S2CID  84557068.
  5. ^ "белок, подавляющий агрегацию". Национальный центр биотехнологической информации.
  6. ^ abc Томоясу Т, Такая А, Сасаки Т, Нагасе Т, Кикуно Р, Мориока М, Ямамото Т (ноябрь 2003 г.). «Новый ген теплового шока, AgsA, который кодирует небольшой шаперон, участвующий в подавлении агрегации белка у Salmonella enterica serovar typhimurium». Журнал бактериологии . 185 (21): 6331–6339. дои : 10.1128/JB.185.21.6331-6339.2003. ПМК 219406 . ПМИД  14563868. 
  7. ^ Shine J , Dalgarno L (март 1975). «Определитель специфичности цистрона в бактериальных рибосомах». Nature . 254 (5495): 34–38. doi :10.1038/254034a0. PMID  803646. S2CID  4162567.
  8. ^ Klinkert B, Cimdins A, Gaubig LC, Roßmanith J, Aschke-Sonnenborn U, Narberhaus F (июль 2012 г.). «Термогенетические инструменты для мониторинга зависящей от температуры экспрессии генов у бактерий». Журнал биотехнологии . 160 (1–2): 55–63. doi :10.1016/j.jbiotec.2012.01.007. PMID  22285954.
  9. ^ Weber GG, Kortmann J, Narberhaus F, Klose KE (сентябрь 2014 г.). «РНК-термометр контролирует зависящую от температуры экспрессию фактора вирулентности у Vibrio cholerae». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (39): 14241–14246. doi : 10.1073/pnas.1411570111 . PMC 4191814. PMID  25228776 . 
  10. ^ Nocker A, Hausherr T, Balsiger S, Krstulovic NP, Hennecke H, Narberhaus F (декабрь 2001 г.). «Термосенсор на основе мРНК контролирует экспрессию генов теплового шока ризобий». Nucleic Acids Research . 29 (23): 4800–4807. doi :10.1093/nar/29.23.4800. PMC 96696. PMID  11726689 . 
  11. ^ Waldminghaus T, Gaubig LC, Narberhaus F (ноябрь 2007 г.). «Биоинформатическое прогнозирование на уровне генома и экспериментальная оценка потенциальных РНК-термометров». Молекулярная генетика и геномика . 278 (5): 555–564. doi :10.1007/s00438-007-0272-7. PMID  17647020. S2CID  24747327.
  12. ^ Ахмед Р., Дункан Р.Ф. (ноябрь 2004 г.). «Трансляционная регуляция мРНК Hsp90. Элементы AUG-проксимальной 5'-нетранслируемой области, необходимые для предпочтительной трансляции теплового шока». Журнал биологической химии . 279 (48): 49919–49930. doi : 10.1074/jbc.M404681200 . PMID  15347681.
  13. ^ Johansson J, Mandin P, Renzoni A, Chiaruttini C, Springer M, Cossart P (сентябрь 2002 г.). «РНК-термосенсор контролирует экспрессию генов вирулентности у Listeria monocytogenes». Cell . 110 (5): 551–561. doi : 10.1016/S0092-8674(02)00905-4 . PMID  12230973.
  14. ^ ab Bukau B (август 1993 г.). «Регуляция реакции Escherichia coli на тепловой шок». Молекулярная микробиология . 9 (4): 671–680. doi :10.1111/j.1365-2958.1993.tb01727.x. PMID  7901731. S2CID  39147026.
  15. ^ Пермина Е.А., Гельфанд М.С. (2003). «Регулоны теплового шока (sigma32 и HrcA/CIRCE) у бета-, гамма- и эпсилон-протеобактерий». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии . 6 (3–4): 174–181. doi :10.1159/000077248. PMID  15153770. S2CID  84915084.
  16. ^ Rajaraman K, Raman B, Ramakrishna T, Rao CM (май 2001 г.). «Взаимодействие человеческих рекомбинантных альфаА- и альфаВ-кристаллинов с ранними и поздними разворачивающимися промежуточными продуктами цитратсинтазы при ее термической денатурации». FEBS Letters . 497 (2–3): 118–123. doi :10.1016/S0014-5793(01)02451-6. PMID  11377425.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки