Tryptofan repressor

Tryptophan-repressoren (eller trp-repressoren ) er en transkriptionsfaktor, der er involveret i reguleringen af ​​aminosyremetabolismen . Det studeres bedst i E. coli , hvor det er et dimert protein, der regulerer transskriptionen af ​​5 gener i tryptofan-operonen [1] . Når aminosyren tryptofan er rigelig i cellen, binder den sig til proteinet , hvilket forårsager en konformationsændring i proteinet [2]. Repressorkomplekset binder sig derefter til sin operatorsekvens i gener, som det regulerer, og slukker for gener. [3] [4] .

Et af generne reguleret af Trp-repressoren, TRpr , koder for selve tryptophan-repressorproteinet. Dette er en form for feedbackregulering .

Tryptophan-repressoren er en 25 kD proteinhomodimer, der regulerer tryptophan - transkription under bakteriel biosyntese. Der er 5 operoner, der er reguleret af TRpr - trpEDCBA , TRpr , ArOH , Arol og CCO operoner.

Mekanisme

Når aminosyren tryptofan er rigelig i cellen, binder TRpr 2 molekyler tryptofan, som følgelig ændrer dens struktur og dynamik, så den bliver i stand til at binde til DNA- operatøren . Når dette sker, stopper DNA-transkriptionen, hvilket undertrykker produkterne af genet, de proteiner, der danner tryptofan. Når cellulære niveauer af tryptofan falder, nedbrydes tryptofan-repressormolekylerne, hvilket tillader repressoren at vende tilbage til sin inaktive form.

TRpr styrer også reguleringen af ​​sin egen produktion gennem reguleringen af ​​TRpr -genet [5] .

Strukturerne af den begrænsede form -ligand og den frie form-ligand er blevet bestemt ved røntgenkrystallografi og NMR [6] [7] [8] [9] [10] .

trp-operonet består af et regulatorgen , en promotor , en operator og en terminator. trp-operonen er kun aktiv, når der ikke er nok cellulær tryptofan. Hvis der ikke er nok tryptofan, afbryder repressorproteinet fra operatøren (hvor repressoren normalt ville binde), og RNA-polymerase kan afslutte sin aflæsning af DNA-strengen. Hvis RNA-polymerasen når terminatoren (ved enden af ​​DNA-strengen), så dannes et enzym for tryptofan.

Noter

1. ↑ Santillan M., Mackey MC Dynamisk regulering af tryptofanoperonen: En modelleringsundersøgelse og sammenligning med eksperimentelle data  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2001. - Bd. 98 , nr. 4 . - S. 1364-1369 . - doi : 10.1073/pnas.98.4.1364 . — PMID 11171956 .
2. ↑ Zhang RG, Joachimiak A., Lawson CL, Schevitz RW, Otwinowski Z., Sigler PB Krystalstrukturen af ​​trp-aporepressor ved 1,8 A viser, hvordan binding af tryptofan øger DNA-affinitet  //  Nature : journal. - 1987. - Bd. 327 , nr. 6123 . - S. 591-597 . - doi : 10.1038/327591a0 . — PMID 3600756 .
3. ↑ Jeeves M., Evans PD, Parslow RA, Jaseja M., Hyde EI Studier af Escherichia coli Trp-repressorens binding til dens fem operatorer og til variantoperatorsekvenser   // Eur . J Biochem. : journal. - 1999. - Bd. 265 , nr. 3 . - P. 919-928 . - doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00792.x . — PMID 10518785 .
4. ↑ Arvidson DN, Arvidson CG, Lawson CL, Miner J., Adams C., Youderian P. Tryptophan-repressorsekvensen er meget konserveret blandt Enterobacteriaceae  // Nucleic Acids Res  . : journal. - 1994. - Bd. 22 , nr. 10 . - S. 1821-1829 . - doi : 10.1093/nar/10/22/1821 . — PMID 8208606 .
5. ↑ Kelley RL, Yanofsky C. Trp-aporepressorproduktion styres af autogen regulering og ineffektiv oversættelse  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1982. - Maj ( bd. 79 , nr. 10 ). - S. 3120-3124 . - doi : 10.1073/pnas.79.10.3120 . — PMID 7048301 .
6. ↑ Schevitz RW, Otwinowski Z., Joachimiak A., Lawson CL, Sigler PB Den tredimensionelle struktur af trp-repressor   // Nature . - 1985. - Bd. 317 , nr. 6040 . - s. 782-786 . - doi : 10.1038/317782a0 . — PMID 3903514 .
7. ↑ Otwinowski Z; Schevitz RW; Zhang R.G.; Lawson, C.L.; Joachimak, A.; Marmorstein, RQ; Luisi, BF; Sigler, PB Krystalstruktur af trp-repressor/operatorkompleks ved atomopløsning  (engelsk)  // Nature: journal. - 1988. - Bd. 335 , nr. 6188 . - s. 321-329 . - doi : 10.1038/335321a0 . — PMID 3419502 .
8. ↑ Lawson CL, Carey J. Tandembinding i krystaller af et trp-repressor-/operatorhalvstedskompleks  //  Natur: journal. - 1993. - Bd. 366 , nr. 6451 . - S. 178-182 . - doi : 10.1038/366178a0 . — PMID 8232559 .
9. ↑ Zhao D., Arrowsmith CH, Jia X., Jardetzky O. Raffinerede opløsningsstrukturer af Escherichia coli trp holo- og aporepressor  //  J. Mol. Biol. : journal. - 1993. - Bd. 229 , nr. 3 . - s. 735-746 . - doi : 10.1006/jmbi.1993.1076 . — PMID 8433368 .
10. ↑ Zhang H; Zhao D; Revington M; Lee, W; Jia, X; Arrowsmith, C; Jardetzky, O. Opløsningsstrukturerne af trp-repressor-operator-DNA-komplekset  //  J. Mol. Biol. : journal. - 1994. - Bd. 238 , nr. 4 . - S. 592-614 . - doi : 10.1006/jmbi.1994.1317 . — PMID 8176748 .