Nif regulamin

Regulon Nif to zestaw siedmiu operonów wykorzystywanych do regulacji wiązania azotu w bakterii z grupy coli Klebsiella pneumoniae w warunkach beztlenowych i mikroaerofilnych . Zawiera 17 genów nif i znajduje się pomiędzy operonem his i Shi-A bakterii.

Nif Regulon

Regulon nif składa się z 7 operonów: nifRLA, nifJ, nifHDK, nifEN, nifUSVM, nifWF, nifBQ.

Operon nifRLA : W ścisłej regulacji ekspresji genów wiązania azotu (nif) pośredniczą produkty operonu nifRLA. NifA aktywuje transkrypcję genów nif przez alternatywną formę polimerazy RNA , s54-holoenzym . NifL jest negatywnym genem regulatorowym, który hamuje aktywację innych genów nif przez białko nifA. NifR jest represora pomiędzy promotorem operonu nifRLA a genem nifL. Nie znaleziono białka kodowanego przez gen nifR.

Operon nifHDK : obejmuje trzy geny strukturalne: nifK nifD i nifH. nifK koduje podjednostkę B składnika 1 azotazy. nifD koduje podjednostkę alfa składnika 1 azotazy. nifH koduje składnik 2 azotazy.

operony nifEN i nifBQ : Obejmuje to geny nifE, nifN, nifB i nifQ, które są odpowiedzialne za tworzenie funkcjonalnego białka Mo-Fe. (Miejsce katalityczne Mo-Fe-co dla azotazy). nifQ nie jest absolutnie niezbędny.

Operon nifJ : gen nifJ koduje białko oksydoreduktazy pirogronianu-flawodoksyny. Enzym ten bierze udział w przenoszeniu elektronów do azotazy.

Operon nifUSVM : Geny nifS, nifV i nifM kodują białko wymagane do przetworzenia składnika II. Funkcja genu nifU jest nieokreślona.

operon nifWF : Funkcja nifW jest nieokreślona. Gen nifF pośredniczy w przenoszeniu elektronów z białka nifJ na białko Fe azotazy.

Rozporządzenie

Regulon Nif jest regulowany w odpowiedzi na różne sygnały środowiskowe, aby zapewnić, że wiązanie azotu zachodzi tylko wtedy, gdy jest to konieczne:

Tlen

Miejscem działania O2 jest białko nifL, które jest zasadniczo flawoproteiną z FAD jako kofaktorem wykrywającym redoks . Fnr (regulator redukcji azotanów fumaranu) jest cząsteczką transdukcji sygnału, która przekazuje stan tlenu do białka nifL. W przypadku braku tlenu białko nifL jest w formie zredukowanej (FADH2 jako kofaktor) i nie jest w stanie hamować działania białka nifA. W obecności tlenu utleniony nifL (FAD jako kofaktor) hamuje białko nifA i tym samym wyłącza wszystkie pozostałe operony.

NH4+

Obecność jonów amonowych w środowisku w dużych ilościach hamuje transkrypcję azotazy i wszystkich pozostałych genów nif. NH4+ działa jako współrepresor syntetazy glutaminy , modyfikując ją kowalencyjnie ( adenylacja ). Modyfikuje to wiązanie enzymu z regionem nifR operonu nifRLA i zapobiega transkrypcji genów nifL i nifA. Nie ma więc inicjacji transkrypcji innych genów przez polimerazę σ-RNA.

Białko Glnk

W warunkach wzrostu z ograniczeniem azotu hamowaniu białka nifA przez białko nifL zapobiega antagonizujące działanie białka Glnk na białka nifL.

Homolog systemu genów regulatorowych NifL-NifA nie został znaleziony wśród eukariontów. Stwierdzono jednak Entamoeba histolytica posiada uproszczony i nieredundantny system podobny do NIF (wiązanie azotu) do tworzenia klastrów Fe-S, składający się tylko ze składnika katalitycznego, NifS, i składnika rusztowania, NifU. Stwierdzono, że EhNifS i EhNifU są niezbędne i wystarczające do tworzenia klastrów Fe-S białek Fe-S nie będących azotanami, w warunkach beztlenowych. Jest to pierwsza demonstracja obecności i biologicznego znaczenia systemu podobnego do NIF u eukariontów.