转录因子CpcR对晶体产生细胞中cry基因的调控研究
发布时间：2021-07-13 09:52
了解细胞命运决定的机制是细菌发育生物学的一个挑战。同基因型群体中的细胞分化使得细胞亚群产生分工,以便细菌可以在不利的条件下生存。Bt是一种产芽胞的细菌,在形成芽胞的细胞中产生杀虫晶体蛋白。Bt LM1212菌株表型独特,能产生两类主要的细胞亚群:一类细胞亚群仅产生芽胞而不产生晶体;另一类细胞亚群仅产生晶体而不产生芽胞。前期研究筛选到一种新的转录因子CpcR可能影响分化细胞中晶体的产生。本文针对转录因子CpcR对分化细胞中cry基因的调控进行研究,主要内容如下:通过5?-RACE确定了cpcR基因的转录起始位点。cpcR基因受两个启动子调控:一个是位于近端的自调控启动子区域（P1区域）,在稳定生长期产生了一个特别有效的正反馈调节;另一个是位于远端的启动子区域（P2区域）,具有较弱的组成性转录活性。在4个cry基因和cpcR基因的启动子区都存在一个30 bp的保守基序,为了确定保守基序的重要性,分别在cpcR和cry35基因的启动子区引入核苷酸替换（ACT vs TGA或GT vs CA）。结果表明,在HD73菌株中,当CpcR存在时,突变启动子指导的lacZ报告基因和荧光基因的表达活性几...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1.1双组份信号系统HK的结构分类(Groisman,2016)
2盒），负责ATP的结合并指导激酶的磷酸转移(AlexandSimon,1994;Stocketal,1990)。保守的组氨酸残基是H盒的核心特征，而N、G1、F和G2盒定义了核苷酸结合口袋（图1.2），这个结合口袋是HK高度灵活的区域，伴随着ATP的结合和水解，HK可能会产生构象上的变化，从而影响蛋白间的互作。对于大多数的HK来说，H盒是二聚体区域的一部分。然而对于某些蛋白，例如CheA蛋白，保守的组氨酸残基位于HKN端的一个独立的Hpt结构域中，但N、G1、F和G2盒仍是相邻的，但基序之间的距离有所不同。HK的催化区域由5个反向平行β折叠和3个α螺旋组成（图1.2），这种折叠方式与已知的丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶催化区域的折叠方式均不同(RobinsonandStock,1999;Stock,1999)，特殊的折叠方式可能反映了一种独特的进化起源，这表明HK可能具有新的作用机制。图1.2大肠杆菌EnvZ催化区域的核磁共振结构(Stocketal,2000)催化结构域包含四个高度保守的基序，形成了ATP结合位点。Fig.1.2ThenuclearmagneticresonancestructureofthecatalyticdomainsofE.coliEnvZThecatalyticdomaincontainsfourhighlyconservedsequencemotifsthatformabindingsiteforATP.在原核生物中，仅有少数的双组份信号系统具有HPt结构域，但HPt结构域几乎是混合型HK的必需组份。HPt结构域一般约为120个氨基酸，具有一个保守的参与磷酸基团转移的组氨酸残基。HPt结构域是不同蛋白间的交流模块，但没有激酶或磷酸酶的活性(Tsuzukietal,1996)。有趣的是，尽管HPt结构域的序列同源性不高，但是都具有4个螺旋的保守结构，这个保守的结构与含有组氨酸残基的二聚体区域十分相似，且HPt结构域中组氨酸残基的位点位于与溶剂接触的螺旋面上。尽管HPt结构域具有保守性，但是螺旋的不同长度和方向为每个HPt结构域提供了符?
第一章引言5RR调控区域的结构是由5股平行的β折叠周围围绕了5个α螺旋组成的(Stocketal,1989;VolzandMatsumura,1991)，5股平行的β折叠在中间形成了一个疏水的核心，一侧被2个α螺旋环绕，另一侧被3个α螺旋环绕。RROmpR的磷酸化位点为Asp55，Asp11和Asp12，与二价金属离子的配位有关（通常是Mg2+），这三个天冬氨酸形成了一个酸性的催化元件。除此之外，Lys105、Tyr102和Thr83均可与磷酸基团发生互作。激活的RR的结构和功能的分析揭示了这些保守氨基酸残基在激活过程的重要作用(Mattisonetal,2002;Zhuetal,1996)。图1.3RR调控区域和效应区域的结构(Stocketal,2000)(A)鼠伤寒沙门菌CheY含有一簇保守的天冬氨酸残基，它们可与Mg2+结合（深蓝色），形成磷酸转移的活性位点;(B)大肠杆菌OmpR包含一个识别螺旋。Fig.1.3ThestructureofRRregulatorydomainandeffectordomain(A)SalmonellatyphimuriumCheYcontainsaclusterofconservedAspresiduesthatbindMg2+(darkblue)andformanactivesiteforphosphoryltransfer;(B)TheC-terminaldomainofE.coliOmpRcontainsarecognitionhelix.类似地，RRCheY的磷酸化位点为Asp57(Sandersetal,1989)，该位点暴露于溶剂之中且位于β3和αC之间的环上。同样地，在空间结构上Asp57与Asp12和Asp13，以及另外两个高度保守的氨基酸残基Thr87和Lys109相邻，这些氨基酸残基共同组成了调控区域活性位点。研究表明RRCheY酸性氨基酸残基的羧酸侧链参与了Mg2+的配位，这是磷酸转移和去磷酸化所必需的(Lukatetal,1991;Needhametal,1993)。而Thr87和Lys109并不是磷酸化/去磷酸化所必需的，但是它们也参与了磷酸化引起的构象变化(ApplebyandBourret,1998;Lukatetal,1991;Zhuetal,1997)。除此之外，X-ray射线和核磁共振已被应用
本文编号：3281842
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图1.1双组份信号系统HK的结构分类(Groisman,2016)
2盒），负责ATP的结合并指导激酶的磷酸转移(AlexandSimon,1994;Stocketal,1990)。保守的组氨酸残基是H盒的核心特征，而N、G1、F和G2盒定义了核苷酸结合口袋（图1.2），这个结合口袋是HK高度灵活的区域，伴随着ATP的结合和水解，HK可能会产生构象上的变化，从而影响蛋白间的互作。对于大多数的HK来说，H盒是二聚体区域的一部分。然而对于某些蛋白，例如CheA蛋白，保守的组氨酸残基位于HKN端的一个独立的Hpt结构域中，但N、G1、F和G2盒仍是相邻的，但基序之间的距离有所不同。HK的催化区域由5个反向平行β折叠和3个α螺旋组成（图1.2），这种折叠方式与已知的丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶催化区域的折叠方式均不同(RobinsonandStock,1999;Stock,1999)，特殊的折叠方式可能反映了一种独特的进化起源，这表明HK可能具有新的作用机制。图1.2大肠杆菌EnvZ催化区域的核磁共振结构(Stocketal,2000)催化结构域包含四个高度保守的基序，形成了ATP结合位点。Fig.1.2ThenuclearmagneticresonancestructureofthecatalyticdomainsofE.coliEnvZThecatalyticdomaincontainsfourhighlyconservedsequencemotifsthatformabindingsiteforATP.在原核生物中，仅有少数的双组份信号系统具有HPt结构域，但HPt结构域几乎是混合型HK的必需组份。HPt结构域一般约为120个氨基酸，具有一个保守的参与磷酸基团转移的组氨酸残基。HPt结构域是不同蛋白间的交流模块，但没有激酶或磷酸酶的活性(Tsuzukietal,1996)。有趣的是，尽管HPt结构域的序列同源性不高，但是都具有4个螺旋的保守结构，这个保守的结构与含有组氨酸残基的二聚体区域十分相似，且HPt结构域中组氨酸残基的位点位于与溶剂接触的螺旋面上。尽管HPt结构域具有保守性，但是螺旋的不同长度和方向为每个HPt结构域提供了符?
第一章引言5RR调控区域的结构是由5股平行的β折叠周围围绕了5个α螺旋组成的(Stocketal,1989;VolzandMatsumura,1991)，5股平行的β折叠在中间形成了一个疏水的核心，一侧被2个α螺旋环绕，另一侧被3个α螺旋环绕。RROmpR的磷酸化位点为Asp55，Asp11和Asp12，与二价金属离子的配位有关（通常是Mg2+），这三个天冬氨酸形成了一个酸性的催化元件。除此之外，Lys105、Tyr102和Thr83均可与磷酸基团发生互作。激活的RR的结构和功能的分析揭示了这些保守氨基酸残基在激活过程的重要作用(Mattisonetal,2002;Zhuetal,1996)。图1.3RR调控区域和效应区域的结构(Stocketal,2000)(A)鼠伤寒沙门菌CheY含有一簇保守的天冬氨酸残基，它们可与Mg2+结合（深蓝色），形成磷酸转移的活性位点;(B)大肠杆菌OmpR包含一个识别螺旋。Fig.1.3ThestructureofRRregulatorydomainandeffectordomain(A)SalmonellatyphimuriumCheYcontainsaclusterofconservedAspresiduesthatbindMg2+(darkblue)andformanactivesiteforphosphoryltransfer;(B)TheC-terminaldomainofE.coliOmpRcontainsarecognitionhelix.类似地，RRCheY的磷酸化位点为Asp57(Sandersetal,1989)，该位点暴露于溶剂之中且位于β3和αC之间的环上。同样地，在空间结构上Asp57与Asp12和Asp13，以及另外两个高度保守的氨基酸残基Thr87和Lys109相邻，这些氨基酸残基共同组成了调控区域活性位点。研究表明RRCheY酸性氨基酸残基的羧酸侧链参与了Mg2+的配位，这是磷酸转移和去磷酸化所必需的(Lukatetal,1991;Needhametal,1993)。而Thr87和Lys109并不是磷酸化/去磷酸化所必需的，但是它们也参与了磷酸化引起的构象变化(ApplebyandBourret,1998;Lukatetal,1991;Zhuetal,1997)。除此之外，X-ray射线和核磁共振已被应用
本文编号：3281842
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