Влияние белка PotN на активность белков GlnR И PotA в клетках Lentilactobacillus hilgardii

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В бактериях PII-подобные белки являются глобальными регуляторами азотного и энергетического обмена, которые в ответ на доступность питания связывают белки-партнеры, модулируя их активность. Белок PotN из Lentilactobacillus hilgardii, представитель нового семейства PII-подобных белков, способен конкурентно связывать АТФ и АДФ, тем самым регулируя метаболизм в ответ на энергетический статус клетки. Так, при избытке АДФ, PotN связывает этот нуклеотид и преимущественно взаимодействует с субъединицей PotA АВС-транспортера полиаминов, подавляя ее АТФазную активность. При этом PotN также диссоциирует от фактора транскрипции GlnR, что восстанавливает способность последнего связывать ДНК и модулировать транскрипцию генов GlnR-регулона. Наоборот, в АТФ-состоянии PotN диссоциирует от PotA и связывается с фактором Gln R.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

З. И. Исхакова

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zalinunya@mail.ru
Россия, Казань, 420008

Д. Э. Журавлева

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: zalinunya@mail.ru
Россия, Казань, 420008

А. Р. Каюмов

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: zalinunya@mail.ru
Россия, Казань, 420008

Список литературы

  1. Журавлева Д.Э. Регулон фактора транскрипции GlnR в клетках Lentilactobacillus hilgardii и механизм регуляции его ДНК-связывающей активности. Автореферат дис. … канд. биол. наук, 28.12.2021. Казань: Казанский федеральный университет, 2021. 24 с.
  2. Каюмов А.Р. Молекулярные механизмы регуляции азотного обмена грамположительных бактерий. Автореферат дис. … докт. биол. наук, 24.01.2019. Казань: Казанский федеральный университет, 2018. 40 с.
  3. Forchammer K., Selim K.A., Huergo L.F. New views on PII signaling: from nitrogen sensing to global metabolic control // Trends Microbiol. 2022. V. 30. P. 733‒735.
  4. Gerhardt E.C.M., Parize E., Gravina F., Pontes F.L.D., Santos A.R.S., Araújo G.A.T., Goedert A.C., Urbanski A.H., Steffens M.B.R., Chubatsu L.S., Pedrosa F.O., Souza E.M., Forchhammer K., Ganusova E., Alexandre G., de Souza G.A., Huergo L.F. The protein–protein interaction network reveals a novel role of the signal transduction protein PII in the control of c-di-GMP homeostasis in Azospirillum brasilense // mSystems. 2020. V. 5. Art. e00817–20.
  5. Grau F.C., Burkovski A., Muller Y.A. Crystal structures of adenylylated and unadenylylated PII protein GlnK from Corynebacterium glutamicum // Acta Crystallogr. D Struct. Biol. 2021. V. 77. P. 325‒335.
  6. Igarashi K., Kashiwagi K. Modulation of cellular function by polyamines // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2010. V. 42. P. 39‒51.
  7. Iskhakova Z., Zhuravleva D., Laykov A., Forchhammer K., Kayumov A. The preliminary characterization of P-II like protein GlnK from Lactobacillus brevis // FEBS J. 2016. V. 283. P. 228.
  8. Iskhakova Z., Zhuravleva D.E., Heim C., Hartmann M.D., Laykov A.V., Forchhammer K., Kayumov A.R. PotN represents a novel energy-state sensing PII subfamily, occurring in firmicutes // FEBS J. 2022. V. 289. P. 5305‒5321.
  9. Lanzetta P.A., Alvarez L.J., Reinach P.S., Candia O.A. An improved assay for nanomole amounts of inorganic phosphate // Anal. Biochem. 1979. V. 100. P. 95‒97.
  10. Lüddecke J., Forchhammer K. From PII signaling to metabolite sensing: a novel 2-oxoglutarate sensor that details PII-NAGK complex formation // PLoS. One. 2013. V. 8. Art. e83181.
  11. Santos A.R.S., Gerhardt E.C.M., Parize E., Pedrosa F.O., Steffens M.B.R., Chubatsu L.S., Souza E.M., Passaglia L.M.P., Sant’Anna F.H., de Souza G.A., Huergo L.F. NAD+ biosynthesis in bacteria is controlled by global carbon/nitrogen levels via PII signaling // J. Biol. Chem. 2020. V. 295. P. 6165‒6176.
  12. Selim K.A., Lapina T., Forchhammer K., Ermilova E. Interaction of N-acetyl-l-glutamate kinase with the PII signal transducer in the non-photosynthetic alga Polytomella parva: co-evolution towards a hetero-oligomeric enzyme // FEBS J. 2020. V. 287. P. 465‒482.
  13. Xu M., Tang M., Chen J., Yang T., Zhang X., Shao M., Xu Z., Rao Z. PII signal transduction protein GlnK alleviates feedback inhibition of N-acetyl-l-glutamate kinase by l-arginine in Corynebacterium glutamicum // Appl. Environ. Microbiol. 2020. V. 86. Art. e00039-20.
  14. Zhuravleva D.E., Iskhakova Z.I., Ozhegov G.D., Gogoleva N.E., Khusnutdinova D.R., Shagimardanova E.I., Forchhammer K., Kayumov A.R. Complete genome sequence of Lactobacillus hilgardii LMG 7934, carrying the gene encoding for the novel PII-like protein PotN // Curr. Microbiol. 2020. V. 77. P. 3538‒3545.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Влияние PotN на АТФазную активность PotAc. В качестве контроля были использованы глутаминсинтетаза (GS, положительный контроль) и бычий сывороточный альбумин (BSA, отрицательный контроль). На графике представлены средние значения ± стандартное отклонение из 3 повторов эксперимента. Значимость различий между комплексом PotN-PotAc и PotAc оценивали методом Крускала–Уоллиса с поправкой Шидака. Достоверными различия считали при *p < 0.05.

Скачать (68KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Уровень относительной флюоресценции ДНК. (а) — Типичные MST-трассировки изменения интенсивности флюоресценции одиночной ДНК и комплекса ДНК-GlnR. (б) — Изменение интенсивности флюоресценции ДНК в системе PotN-GlnR-PotAс-ДНК в сочетании с различными нуклеотидами. Значимость различий флюоресценции в присутствии разных нуклеотидов оценивали по t-тесту Стьюдента. Достоверными различия считали при *p < 0.05.

Скачать (102KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах