VapBC - Википедия - vapBC

Кристаллографический третичная структура ПИН-домена токсина VapC.

VapBC (белки, ассоциированные с вирулентностью B и C) является самым большим семейством типа II токсин-антитоксиновая система генетические локусы в прокариоты.[1] VapBC опероны состоят из двух генов: VapC кодирует токсичный PilT N-конец (PIN) домен и VapB кодирует соответствующий антитоксин.[2] Считается, что токсины этого семейства РНК расщепление, которое ингибируется совместной экспрессией антитоксина, аналогично действию яда и антидота.

В настоящее время считается, что локусы vapBC, впервые обнаруженные в 1992 году, составляют около 37–42% всех систем токсин-антитоксин типа II.[3][4]

Открытие

После открытия двух других систем токсин-антитоксин типа II,[5][6] первая охарактеризованная система vapBC была обнаружена в Сальмонелла дублин штамм G19 в 1992 г.[7] Он был охарактеризован как система обеспечения того, чтобы все дочерние клетки содержал копию плазмиды, кодирующей локус vapBC. Два компонента этой плазмидной системы были первоначально названы vagC и бродяга (связанный с вирулентностью ген) для генов токсина и антитоксина соответственно. VagC предсказывалось кодировать 12кДа полипептид, а бродяга кодирует белок меньшего размера 10 кДа.[7] Их открытые рамки для чтения было обнаружено, что они перекрываются одним нуклеотид; предполагая, что они были переведены вместе, и при постоянном коренной зуб соотношение.[8]

Распределение

Опероны VapBC были обнаружены у отдаленно родственных прокариот, включая патогены. Leptospira interrogans,[9] Микобактерии туберкулеза[10] и Piscirickettsia salmonis.[11] Локусы были описаны как «удивительно обильные, особенно в архее».[12]- члены семейства vapBC составили 37% всех семейств ТА, идентифицированных одним биоинформатическим поиском[3] и 42% найденных другим.[4]

Биоинформатика поиски обнаружили гомологи vapBC на обоих хромосомы и плазмиды, и часто в высоком номер копии на ячейку. Однако они менее распространены в фирмикуты и цианобактерии.[3] Геномы с большим количеством локусов vapBC включают: М. туберкулез с 45 предсказанными локусами;[10] S.tokodaii с 25;[4] S. solfataricus с 23[4] и Sinorhizobium meliloti с 21.[10]

Функция (и)

Предлагаемая консенсусная вторичная структура и первичная последовательность для мишеней токсина vapC.[13]

Токсины VapC, в частности PIN-домены, действуют как рибонуклеазы в раскалывании РНК молекул, тем самым снижая скорость трансляции.[10][14] В бактериях Шигелла флекснери и Salmonella enterica, Было показано, что токсины VapC выполняют специфическое расщепление тРНК, но у других бактерий расщепление РНК может быть менее специфичным.[15] Полагают, что специфичность VapC-опосредованной активности РНКазы зависит как от первичной последовательности мишени, так и от вторичных структурных мотивов.[16]

VapC сильно ингибируется прямым взаимодействием белка с VapB, его родственным антитоксином. Считается, что комплекс токсин-антитоксин саморегулирует свой собственный оперон, подавляя транскрипцию обоих компонентов через ДНК-связывающий домен в VapB.[17]

У некоторых организмов локусам vapBC назначены другие потенциальные функции. в гипертермофильный архей Sulfolobus solfataricus, например, считается, что генная кассета vapBC регулирует тепловой удар отклик.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Робсон, Дженнифер; Маккензи, Джоанна Л .; Cursons, Ray; Повар, Грегори М .; Аркус, Викери Л. (17 июля 2009 г.). «Оперон vapBC из Mycobacterium smegmatis представляет собой саморегулируемый токсин-антитоксиновый модуль, который контролирует рост посредством ингибирования трансляции». Журнал молекулярной биологии. 390 (3): 353–367. Дои:10.1016 / j.jmb.2009.05.006. PMID  19445953.
  2. ^ а б Купер, CR; Догерти, AJ; Тачджян, S; Блюм, PH; Келли, RM (февраль 2009 г.). «Роль токсин-антитоксиновых локусов vapBC в реакции на тепловой стресс Sulfolobus solfataricus». Сделки Биохимического Общества. 37 (Пт 1): 123–6. Дои:10.1042 / BST0370123. ЧВК  2919284. PMID  19143615.
  3. ^ а б c Севин, Эмерик У; Барлой-Хюблер, Фредерик (1 января 2007 г.). «RASTA-Bacteria: веб-инструмент для определения токсин-антитоксиновых локусов у прокариот». Геномная биология. 8 (8): R155. Дои:10.1186 / gb-2007-8-8-r155. ЧВК  2374986. PMID  17678530.
  4. ^ а б c d Pandey, D. P .; Гердес, К. (18 февраля 2005 г.). «Токсин-антитоксиновые локусы очень распространены у свободноживущих, но теряются у связанных с хозяином прокариот». Исследования нуклеиновых кислот. 33 (3): 966–976. Дои:10.1093 / нар / gki201. ЧВК  549392. PMID  15718296.
  5. ^ Огура, Т; Хирага, С. (август 1983 г.). «Гены плазмиды Mini-F, которые связывают деление клетки-хозяина с пролиферацией плазмиды». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 80 (15): 4784–8. Дои:10.1073 / pnas.80.15.4784. ЧВК  384129. PMID  6308648.
  6. ^ Браво, А; de Torrontegui, G; Диас, Р. (ноябрь 1987 г.). «Идентификация компонентов новой системы стабильности плазмиды R1, ParD, которая близка к ориджину репликации этой плазмиды». Молекулярная и общая генетика: MGG. 210 (1): 101–10. Дои:10.1007 / bf00337764. PMID  3323833.
  7. ^ а б Pullinger, GD; Lax, AJ (июнь 1992 г.). "Локус плазмиды вирулентности Salmonella dublin, который влияет на рост бактерий в условиях ограниченного количества питательных веществ". Молекулярная микробиология. 6 (12): 1631–43. Дои:10.1111 / j.1365-2958.1992.tb00888.x. PMID  1495391.
  8. ^ Дас, А; Яновский, C (1989-11-25). «Восстановление трансляционного перекрытия стоп-старт восстанавливает трансляционное сцепление в мутантной паре генов trpB'-trpA триптофанового оперона Escherichia coli». Исследования нуклеиновых кислот. 17 (22): 9333–40. Дои:10.1093 / nar / 17.22.9333. ЧВК  335135. PMID  2685759.
  9. ^ Чжан, YX; Ли, Дж; Guo, XK; Wu, C; Bi, B; Рен, SX; Wu, CF; Чжао, терапевт (июнь 2004 г.). «Характеристика нового токсин-антитоксинового модуля, VapBC, кодируемого хромосомой Leptospira interrogans». Клеточные исследования. 14 (3): 208–16. Дои:10.1038 / sj.cr.7290221. PMID  15225414.
  10. ^ а б c d Arcus, V. L .; McKenzie, J. L .; Робсон, Дж .; Кук, Г. М. (29 октября 2010 г.). «Рибонуклеазы PIN-домена и прокариотическая матрица токсин-антитоксин VapBC». Разработка и отбор протеинов. 24 (1–2): 33–40. Дои:10.1093 / белок / gzq081. PMID  21036780.
  11. ^ Гомес, Ф.А.; Cárdenas, C; Henríquez, V; Маршалл, Ш. (апрель 2011 г.). «Характеристика функционального токсин-антитоксинового модуля в геноме патогена рыб Piscirickettsia salmonis». Письма о микробиологии FEMS. 317 (1): 83–92. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2011.02218.x. PMID  21241361.
  12. ^ Гердес, К; Кристенсен, СК; Лёбнер-Олесен, А. (май 2005 г.). «Прокариотические токсин-антитоксиновые стрессовые реакции». Обзоры природы. Микробиология. 3 (5): 371–82. Дои:10.1038 / nrmicro1147. PMID  15864262.
  13. ^ McKenzie, JL; Робсон, Дж; Берни, М; Смит, ТС; Руте, А; Гарднер, П.П .; Аркус, ВЛ; Кук, GM (май 2012 г.). «Токсин-антитоксиновый модуль VapBC является посттранскрипционным регулятором метаболического потока у микобактерий». Журнал бактериологии. 194 (9): 2189–204. Дои:10.1128 / jb.06790-11. ЧВК  3347065. PMID  22366418.
  14. ^ Ван Мелдерен, Лоуренс (1 декабря 2010 г.). «Токсин-антитоксиновые системы: зачем столько, зачем?». Текущее мнение в микробиологии. 13 (6): 781–785. Дои:10.1016 / j.mib.2010.10.006. PMID  21041110.
  15. ^ Winther, K. S .; Гердес, К. (18 апреля 2011 г.). «Белок, связанный с энтеральной вирулентностью, VapC ингибирует трансляцию за счет расщепления инициаторной тРНК». Труды Национальной академии наук. 108 (18): 7403–7407. Дои:10.1073 / pnas.1019587108. ЧВК  3088637. PMID  21502523.
  16. ^ Шаррок, А. (2013) Характеристика токсинов и антитоксинов VapBC от Mycobacterium tuberculosis. Неопубликованная магистерская диссертация, Университет Вайкато, Гамильтон, Новая Зеландия http://hdl.handle.net/10289/7935
  17. ^ Miallau, L .; Фаллер, М .; Chiang, J .; Арбинг, М .; Guo, F .; Cascio, D .; Айзенберг, Д. (4 ноября 2008 г.). "Структура и предполагаемая активность члена семейства систем токсин-антитоксин VapBC: VapBC-5 из Микобактерии туберкулеза". Журнал биологической химии. 284 (1): 276–283. Дои:10.1074 / jbc.M805061200. ЧВК  2610494. PMID  18952600.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка