Czynniki anty-sigma

Animowane przedstawienie czynnika T4 anty-sigma Inhibitor Audrey Stevens , wpis PDB

W regulacji ekspresji genów u prokariotów czynniki anty-sigma wiążą się z czynnikami sigma i hamują aktywność transkrypcyjną . Czynniki anty-sigma wykryto w wielu bakteriach, w tym w Escherichia coli i Salmonella oraz w bakteriofagach T4 . Czynniki anty-sigma są antagonistami czynników sigma, które regulują liczne procesy komórkowe, w tym wytwarzanie wici, reakcję na stres, transport i wzrost komórkowy. Na przykład czynnik anty-sigma 70 Rsd w E. coli jest obecny w fazie stacjonarnej i blokuje aktywność czynnika sigma 70, który w istocie inicjuje transkrypcję genu. Pozwala to czynnikowi sigma S na łączenie się z polimerazą RNA i kierowanie ekspresją genów stacjonarnych. Chociaż wykazano wiązanie Rsd z σ70 i przeprowadzono liczne badania strukturalne Rsd, szczegółowy mechanizm działania jest nadal nieznany.

Informacje ogólne

Czynnik anty-sigma wiąże się z czynnikiem sigma i hamuje jego aktywność.

Czynnik sigma jest ważnym białkiem, które rozpoczyna transkrypcję poprzez wiązanie z RNAP , czynnik anty-sigma to białko, które hamuje aktywność czynnika sigma poprzez kilka mechanizmów, takich jak sumowanie czynnika anty-sigma między sigma lub skręcanie czynnika anty-sigma wokół Sigmy.

„U bakterii regulacja ekspresji genów jest podstawą zdolności adaptacyjnych, morfogenezy i różnicowania komórek. Ze wszystkich różnych warstw regulatorowych regulacja inicjacji transkrypcji jest bardzo ważnym krokiem w kontrolowaniu ekspresji genów”.

Każdy czynnik sigma ma powiązany czynnik anty-sigma, który go reguluje. Te czynniki anty-sigma dzielą się na cytoplazmą lub błoną wewnętrzną. Czynniki anty-sigma związane z cytoplazmą składają się z FlgM, DnaK, RssB i HscC. Czynniki anty-sigma związane z błoną wewnętrzną składają się z FecR i RseA. Czynniki anty-sigma są transkrybowane jednocześnie z powiązanym z nimi czynnikiem sigma. Powoduje to powstanie ujemnego sprzężenia zwrotnego , która bierze udział w utrzymaniu odpowiedniego poziomu obu przeciwstawnych czynników.

Niektóre badania naukowe pokazują, że ze względu na ich zdolność do hamowania niektórych procesów komórkowych i aktywowania innych, czynniki anty-sigma mogą prawdopodobnie odgrywać ważną rolę w funkcjonowaniu, a nie jako niszczyciele czynników sigma. Naukowcy zbadali kilka aktywności czynnika anty-sigma w komórce, takich jak RsrA (wrażliwy na redoks), który jest kluczowym czujnikiem tiolu-dwusiarczku i negatywnym regulatorem σR (wiąże σR i hamuje transkrypcję kierowaną przez σR tylko in vitro), co oznacza, że ​​potrzebuje pewnych wrażliwych warunków, aby się wydarzyło. Doszli do wniosku, że stosując tioredoksynę, jest ona w stanie zredukować utlenianie RsrA.

Mechanizm

Istnieją cztery kroki, aby rozpocząć kompleks: po pierwsze, względny współczynnik sigma pojawia się w określonym sygnale środowiskowym. Po drugie, różne czynniki transkrypcyjne i czynniki sigma oddziałują z odpowiednimi czynnikami anty-sigma. Po trzecie, czynnik anty-sigma ma różne role: albo pozostaje nieaktywny, albo aktywuje go w określonym sygnale środowiskowym. Wreszcie, ponieważ sygnały znikają, czynnik anty-sigma hamuje czynnik sigma przez uwięzienie.

Wyspecjalizowane czynniki anty-sigma

U prokariotów E. coli ma siedem różnych czynników sigma w zależności od warunków środowiska. Każdy specyficzny czynnik anty-sigma, sprawdź szczegóły w poniższej tabeli:

Współczynnik sigma Powiązany czynnik anty-sigma
σ 70 RSD i HscC
σ 24 RseA
σ 28 FIgM
σ 32 Dnak
σ 38 RssB
σ 54 EBP
σ 19 FecR

Innym przykładem czynnika anty-sigma jest σH, który reguluje odpowiedź na stres osmotyczny i zróżnicowanie morfologiczne Streptomyces coelicolor zgodnie z wynikami badań. Z tego samego badania można wywnioskować, że każdy czynnik anty-sigma ma określoną lokalizację genu, który ma działać i wpływać na komórkę.

Czynnik anty sigma i E. coli

U E. coli czynniki anty-anty-sigma umożliwiają regulację transkrypcji, a tym samym zróżnicowaną ekspresję genów w odpowiedzi na warunki środowiskowe. Czynniki anty-anti-sigma mogą zatem funkcjonować jako negatywne lub pozytywne elementy regulacyjne, w zależności od ich klasyfikacji.

W bakteriofagach

Bakteriofag T4 wykorzystuje czynnik anty-sigma do zniszczenia polimerazy Escherichia coli w celu bezpośredniej wyłącznej transkrypcji własnych genów.

(AsiA jest genem anty-sigma, który jest wymagany do rozwoju bakteriofaga T4). Co oznacza, że ​​AsiA jest niezbędnym czynnikiem anty-sigma w bakteriofagach.

Sigma B Factor w Bacillus subtilis

Sigma B była pierwszym czynnikiem anty-sigma zidentyfikowanym w bakterii. Występuje w Bacillus subtilis i innych podobnych bakteriach. Sigma B jest czynnikiem odpowiedzi na stres, który odgrywa rolę w przetrwaniu i ochronie przed zniszczeniem, które może być spowodowane przez inne organizmy, takie jak ssaki. Ogólne reakcje na stres, które są kontrolowane przez Sigma B, są stymulowane przez czynniki takie jak temperatura, stężenie soli, wyczerpanie energii itp. Po aktywacji Sigma B wiąże się z RNAP i rozpoznaje promotor, powodując zahamowanie bodźców. Ponieważ ortologi Sigma B są konserwowane w różnych bakteriach Gram-dodatnich, ten czynnik anty-sigma odgrywa istotną rolę w ewolucji różnych bakterii i ich zdolności do reagowania na czynniki stresowe. Naukowcy odkryli, że czynnik anty-sigma, Sigma B, kontroluje ponad 150 genów, które mają wpływ na reakcję na stres.

RsbW w Bacillus subtilis

Kiedy Bacillus subtilis nie znajduje się w warunkach stresowych, jest negatywnie regulowany przez czynnik anty-sigma, Rsbw. RsbW jest czynnikiem anty-sigma, który reguluje inny czynnik anty-sigma, sigma B. RsbW wiąże się z sigma B i zapobiega tworzeniu przez nią holoenzymu polimerazy RNA. Jednak w warunkach stresowych niefosforylowana forma białka, RsbV, konkuruje z Sigma B o wiązanie z RsbW. RsbV wiąże się z RsbW, umożliwiając sigma B wiązanie się z rdzeniową polimerazą RNA, co skutkuje ekspresją odpowiedzi stresowej.

Dalsza lektura

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Anti-sigma_factors&oldid=1136418873 ”