發(fā)布時(shí)間：2021-07-13 09:52

　　了解細(xì)胞命運(yùn)決定的機(jī)制是細(xì)菌發(fā)育生物學(xué)的一個(gè)挑戰(zhàn)。同基因型群體中的細(xì)胞分化使得細(xì)胞亞群產(chǎn)生分工,以便細(xì)菌可以在不利的條件下生存。Bt是一種產(chǎn)芽胞的細(xì)菌,在形成芽胞的細(xì)胞中產(chǎn)生殺蟲晶體蛋白。Bt LM1212菌株表型獨(dú)特,能產(chǎn)生兩類主要的細(xì)胞亞群:一類細(xì)胞亞群僅產(chǎn)生芽胞而不產(chǎn)生晶體;另一類細(xì)胞亞群僅產(chǎn)生晶體而不產(chǎn)生芽胞。前期研究篩選到一種新的轉(zhuǎn)錄因子CpcR可能影響分化細(xì)胞中晶體的產(chǎn)生。本文針對轉(zhuǎn)錄因子CpcR對分化細(xì)胞中cry基因的調(diào)控進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:通過5?-RACE確定了cpcR基因的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。cpcR基因受兩個(gè)啟動(dòng)子調(diào)控:一個(gè)是位于近端的自調(diào)控啟動(dòng)子區(qū)域（P1區(qū)域）,在穩(wěn)定生長期產(chǎn)生了一個(gè)特別有效的正反饋調(diào)節(jié);另一個(gè)是位于遠(yuǎn)端的啟動(dòng)子區(qū)域（P2區(qū)域）,具有較弱的組成性轉(zhuǎn)錄活性。在4個(gè)cry基因和cpcR基因的啟動(dòng)子區(qū)都存在一個(gè)30 bp的保守基序,為了確定保守基序的重要性,分別在cpcR和cry35基因的啟動(dòng)子區(qū)引入核苷酸替換（ACT vs TGA或GT vs CA）。結(jié)果表明,在HD73菌株中,當(dāng)CpcR存在時(shí),突變啟動(dòng)子指導(dǎo)的lacZ報(bào)告基因和熒光基因的表達(dá)活性幾... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1雙組份信號系統(tǒng)HK的結(jié)構(gòu)分類(Groisman,2016)

2盒），負(fù)責(zé)ATP的結(jié)合并指導(dǎo)激酶的磷酸轉(zhuǎn)移(AlexandSimon,1994;Stocketal,1990)。保守的組氨酸殘基是H盒的核心特征，而N、G1、F和G2盒定義了核苷酸結(jié)合口袋（圖1.2），這個(gè)結(jié)合口袋是HK高度靈活的區(qū)域，伴隨著ATP的結(jié)合和水解，HK可能會(huì)產(chǎn)生構(gòu)象上的變化，從而影響蛋白間的互作。對于大多數(shù)的HK來說，H盒是二聚體區(qū)域的一部分。然而對于某些蛋白，例如CheA蛋白，保守的組氨酸殘基位于HKN端的一個(gè)獨(dú)立的Hpt結(jié)構(gòu)域中，但N、G1、F和G2盒仍是相鄰的，但基序之間的距離有所不同。HK的催化區(qū)域由5個(gè)反向平行β折疊和3個(gè)α螺旋組成（圖1.2），這種折疊方式與已知的絲氨酸/蘇氨酸/酪氨酸激酶催化區(qū)域的折疊方式均不同(RobinsonandStock,1999;Stock,1999)，特殊的折疊方式可能反映了一種獨(dú)特的進(jìn)化起源，這表明HK可能具有新的作用機(jī)制。圖1.2大腸桿菌EnvZ催化區(qū)域的核磁共振結(jié)構(gòu)(Stocketal,2000)催化結(jié)構(gòu)域包含四個(gè)高度保守的基序，形成了ATP結(jié)合位點(diǎn)。Fig.1.2ThenuclearmagneticresonancestructureofthecatalyticdomainsofE.coliEnvZThecatalyticdomaincontainsfourhighlyconservedsequencemotifsthatformabindingsiteforATP.在原核生物中，僅有少數(shù)的雙組份信號系統(tǒng)具有HPt結(jié)構(gòu)域，但HPt結(jié)構(gòu)域幾乎是混合型HK的必需組份。HPt結(jié)構(gòu)域一般約為120個(gè)氨基酸，具有一個(gè)保守的參與磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的組氨酸殘基。HPt結(jié)構(gòu)域是不同蛋白間的交流模塊，但沒有激酶或磷酸酶的活性(Tsuzukietal,1996)。有趣的是，盡管HPt結(jié)構(gòu)域的序列同源性不高，但是都具有4個(gè)螺旋的保守結(jié)構(gòu)，這個(gè)保守的結(jié)構(gòu)與含有組氨酸殘基的二聚體區(qū)域十分相似，且HPt結(jié)構(gòu)域中組氨酸殘基的位點(diǎn)位于與溶劑接觸的螺旋面上。盡管HPt結(jié)構(gòu)域具有保守性，但是螺旋的不同長度和方向?yàn)槊總�(gè)HPt結(jié)構(gòu)域提供了符?

第一章引言5RR調(diào)控區(qū)域的結(jié)構(gòu)是由5股平行的β折疊周圍圍繞了5個(gè)α螺旋組成的(Stocketal,1989;VolzandMatsumura,1991)，5股平行的β折疊在中間形成了一個(gè)疏水的核心，一側(cè)被2個(gè)α螺旋環(huán)繞，另一側(cè)被3個(gè)α螺旋環(huán)繞。RROmpR的磷酸化位點(diǎn)為Asp55，Asp11和Asp12，與二價(jià)金屬離子的配位有關(guān)（通常是Mg2+），這三個(gè)天冬氨酸形成了一個(gè)酸性的催化元件。除此之外，Lys105、Tyr102和Thr83均可與磷酸基團(tuán)發(fā)生互作。激活的RR的結(jié)構(gòu)和功能的分析揭示了這些保守氨基酸殘基在激活過程的重要作用(Mattisonetal,2002;Zhuetal,1996)。圖1.3RR調(diào)控區(qū)域和效應(yīng)區(qū)域的結(jié)構(gòu)(Stocketal,2000)(A)鼠傷寒沙門菌CheY含有一簇保守的天冬氨酸殘基，它們可與Mg2+結(jié)合（深藍(lán)色），形成磷酸轉(zhuǎn)移的活性位點(diǎn);(B)大腸桿菌OmpR包含一個(gè)識別螺旋。Fig.1.3ThestructureofRRregulatorydomainandeffectordomain(A)SalmonellatyphimuriumCheYcontainsaclusterofconservedAspresiduesthatbindMg2+(darkblue)andformanactivesiteforphosphoryltransfer;(B)TheC-terminaldomainofE.coliOmpRcontainsarecognitionhelix.類似地，RRCheY的磷酸化位點(diǎn)為Asp57(Sandersetal,1989)，該位點(diǎn)暴露于溶劑之中且位于β3和αC之間的環(huán)上。同樣地，在空間結(jié)構(gòu)上Asp57與Asp12和Asp13，以及另外兩個(gè)高度保守的氨基酸殘基Thr87和Lys109相鄰，這些氨基酸殘基共同組成了調(diào)控區(qū)域活性位點(diǎn)。研究表明RRCheY酸性氨基酸殘基的羧酸側(cè)鏈參與了Mg2+的配位，這是磷酸轉(zhuǎn)移和去磷酸化所必需的(Lukatetal,1991;Needhametal,1993)。而Thr87和Lys109并不是磷酸化/去磷酸化所必需的，但是它們也參與了磷酸化引起的構(gòu)象變化(ApplebyandBourret,1998;Lukatetal,1991;Zhuetal,1997)。除此之外，X-ray射線和核磁共振已被應(yīng)用


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