Строгий ответ - Stringent response

Не путать с Вяжущий.

В строгий ответ ', также называемый строгий контроль, это стрессовая реакция бактерий и растений хлоропласты в реакции на аминокислотное голодание,[1] ограничение жирных кислот,[2] ограничение железа,[3] тепловой удар[4] и другие стрессовые состояния. О строгом ответе сигнализирует тревога (p) ppGpp, и модулирует транскрипцию до 1/3 всех генов в клетке. Это, в свою очередь, заставляет клетку отвлекать ресурсы от роста и деления на синтез аминокислот, чтобы способствовать выживанию до улучшения условий питания.

Ответ

В кишечная палочка, (p) продукция ppGpp опосредуется рибосомным белком L11 (рплК соотв. relC) и ассоциированной с рибосомой (p) ppGpp-синтетазы I, RelA; деацилированная тРНК, связанная в рибосомном А-сайте, является первичным сигналом индукции.[1] RelA конвертирует GTP и АТФ в pppGpp путем добавления пирофосфата из АТФ на 3 'углерод рибозы в ГТФ, высвобождая AMP. pppGpp преобразуется в ppGpp посредством gpp генный продукт, высвобождающий число Пи. ppGpp преобразуется в ВВП посредством место генный продукт, выделяющий пирофосфат (PPi.GDP конвертируется в GTP ndk генный продукт. Нуклеозидтрифосфат (NTP) обеспечивает Pi и превращается в нуклеозиддифосфат (NDP).

У других бактерий строгий ответ опосредуется множеством белков RelA / SpoT Homologue (RSH),[5] при этом некоторые из них обладают только синтетической, гидролитической или обоими (отн.) активностями.[6]

Во время строгого ответа (p) накопление ppGpp влияет на ресурсоемкие процессы ячейки репликация, транскрипция, и перевод. (p) Считается, что ppGpp связывает РНК-полимераза и изменить профиль транскрипции, уменьшив синтез трансляционного аппарата (например, рРНК и тРНК ) и увеличение транскрипции биосинтетических генов.[7] Кроме того, инициирование новых раундов репликации ингибируется, и клеточный цикл останавливается до тех пор, пока условия питания не улучшатся.[8] На трансляционные ГТФазы, участвующие в биосинтезе белков, также влияет ppGpp, причем фактор инициации 2 (IF2) является основной мишенью.[9]

Химическая реакция, катализируемая RelA:

АТФ + ГТФ → AMP + pppGpp

Химическая реакция, катализируемая SpoT:

ppGpp → GDP + PPiorpppGpp -> GTP + PPi

Рекомендации

  1. ^ а б W Haseltine; Блок Р. (1973). «Синтез гуанозинтетра- и пентафосфата требует присутствия кодон-специфичной незаряженной переносящей рибонуклеиновой кислоты в акцепторном сайте рибосом». Proc Natl Acad Sci U S A. 70 (5): 1564–1568. Дои:10.1073 / пнас.70.5.1564. ЧВК  433543. PMID  4576025.
  2. ^ Баттести; Э Бувере (2006). «Взаимодействие белка-носителя ацила и SpoT, переключатель, связывающий SpoT-зависимую стрессовую реакцию с метаболизмом жирных кислот». Молекулярная микробиология. 62 (4): 1048–1063. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2006.05442.x. PMID  17078815.
  3. ^ D Vinella; C Альбрехт; M Cashel; Р. Д'Ари (2005). «Ограничение содержания железа вызывает SpoT-зависимое накопление ppGpp в Escherichia coli». Молекулярная микробиология. 56 (4): 958–970. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2005.04601.x. PMID  15853883.
  4. ^ J Gallant; Л. Палмер; C C Пао (1977). «Аномальный синтез ppGpp в растущих клетках». Клетка. 11 (1): 181–185. Дои:10.1016/0092-8674(77)90329-4. PMID  326415. S2CID  12318074.
  5. ^ Аткинсон ГК, Тенсон Т, Хаурилюк В (2011). «Суперсемейство гомологов RelA / SpoT (RSH): распределение и функциональная эволюция синтетаз и гидролаз ppGpp по древу жизни». PLOS ONE. 6 (8): e23479. Дои:10.1371 / journal.pone.0023479. ЧВК  3153485. PMID  21858139.
  6. ^ К Потрикус; М. Кашел (2008). "(p) ppGpp: все еще волшебный?". Анну Рев Микробиол. 62: 35–51. Дои:10.1146 / annurev.micro.62.081307.162903. PMID  18454629.
  7. ^ Traxler MF, Summers SM, Nguyen HT, Zacharia VM, Hightower GA, Smith JT, Conway T (2008). «Глобальный, ppGpp-опосредованный строгий ответ на аминокислотное голодание у Escherichia coli». Молекулярная микробиология. 68 (5): 1128–48. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2008.06229.x. ЧВК  3719176. PMID  18430135.
  8. ^ Шривацан А., Ван Дж. Д. (2008). «Контроль бактериальной транскрипции, трансляции и репликации с помощью (p) ppGpp». Текущее мнение в микробиологии. 11 (2): 100–105. Дои:10.1016 / j.mib.2008.02.001. PMID  18359660.
  9. ^ Миткевич В.А., Ермаков А., Куликова А.А., Танков С., Шип В., Соосаар А., Тенсон Т., Макаров А.А., Эренберг М., Хаурылюк В. (2010). «Термодинамическая характеристика связывания ppGpp с EF-G или IF2 и связывания инициаторной тРНК со свободным IF2 в присутствии GDP, GTP или ppGpp». Журнал молекулярной биологии. 402 (5): 838–846. Дои:10.1016 / j.jmb.2010.08.016. PMID  20713063.