GABA-operonen er ansvarlig for at omdanne γ-aminobutyrat ( GABA ) til succinat . GABA - operonet inkluderer tre strukturelle gener , gabD , gabT og gabP , som koder for henholdsvis semialdehyddehydrogenasesuccinat, GABA-transaminase og GABA-permease. Der er et regulatorisk gen csiR nedstrøms for operonet, der koder for en formodet transkriptionel repressor [1] og aktiveres ved nitrogenrestriktion.
GABA-operonen er blevet identificeret i Escherichia coli , og signifikante homologer for enzymerne er fundet i organismer som Saccharomyces cerevisiae , rotter og mennesker [2] .
Nitrogenrestriktion er en betingelse for aktivering af GABA-gener. Enzymerne produceret af disse gener omdanner GABA til succinat, som derefter inkorporeres i TCA'en for at blive brugt som energikilde. GABA-operonen er også kendt for at fremme polyamin -homeostase under vækst under nitrogenrestriktion og for at opretholde høje koncentrationer af iboende glutamat under stress. [3]
GABA-operonen består af tre strukturelle gener:
GabT-genet koder for GABA-transaminase, et enzym , der katalyserer omdannelsen af GABA og 2-oxoglutarat til succinat semialdehyd og glutamat. Semialdehyd succinat oxideres derefter til succinat af semialdehyd succinat dehydrogenase (som er kodet af gabP genet), hvorved det kommer ind i CTC som en nyttig energikilde. GABA-operonet fremmer homeostase af polyaminer såsom putrescin under nitrogen-begrænset vækst. Det er også kendt for sin rolle i at opretholde høje koncentrationer af intern glutamat under stress.
Genekspression i operonet er drevet af tre differentielt regulerede promotorer , [4] hvoraf to er drevet af RpoS , der koder for sigmafaktoren σ S .
csiD - promotoren ( csiD p ) er essentiel for ekspressionen af csiD (carbon sult-inducerede gener), ygaF og GABA gener. СsiD p aktiveres kun under forhold med kulstofsult og den stationære fase, hvor cAMP akkumuleres i høje koncentrationer i cellen. Bindingen af cAMP til cAMP-receptorproteinet (CRP) får CRP'et til at binde tæt til et specifikt DNA-sted i 'csiD p -promotoren , hvilket aktiverer transskriptionen af gener nedstrøms for promoteren.
gabD p1 giver yderligere kontrol af gabDTP i regionen. gabD p1 aktiverer σ S , der forårsager tilstande såsom hyperosmotiske og syreskift bortset fra sult og stationær fase. GabD p2 -promotoren er på den anden side σ70 - afhængig og aktiveres ved nitrogenrestriktion. Under betingelser med nitrogenrestriktion binder nitrogenregulatoren Nac til et sted placeret lige opstrøms for promotoren, der udtrykker GABA-gener. GABA-gener, når de aktiveres, producerer enzymer, der omdanner GABA til succinat.
UndertrykkelseTilstedeværelsen af nitrogen aktiverer csiR-genet nedstrøms for gabP -genet . csiR -genet koder for et protein, der fungerer som en transkriptionel repressor for csiD-ygaF-GABA- operonerne, og dermed slukker for nedbrydningen af GABA-vejen.
Nedbrydning af GABA- veje findes i næsten alle eukaryote organismer og sker under påvirkning af lignende enzymer. Selvom GABA i E. coli primært bruges som en alternativ energikilde, fungerer GABA i højere eukaryote organismer som en hæmmende neurotransmitter og også som en regulator af muskeltonus. GABA-nedbrydningsveje i eukaryoter er ansvarlige for GABA-inaktivering.
| Transskription (biologi) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Transskriptionsregulering _ |
| ||||||||||||
| Aktivering | |||||||||||||
| Indvielse | Startside for transskription | ||||||||||||
| Forlængelse |
| ||||||||||||
| Afslutning | |||||||||||||