TetR家族蛋白R(shí)v3557c(KstR2)調(diào)控結(jié)核分枝桿菌基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-11 04:07
結(jié)核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)因呈現(xiàn)“休眠”狀態(tài)而在宿主體內(nèi)長(zhǎng)期滯留感染,表明Mtb利用轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白調(diào)控目的基因的表達(dá)以快速適應(yīng)環(huán)境的變化,使其能夠在宿主體內(nèi)存活多年甚至更久。因此,闡明結(jié)核分枝桿菌轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白的調(diào)控機(jī)制,從而為研發(fā)治療持留感染的新型藥物奠定基礎(chǔ)。Rv3557c(KstR2)隸屬于TetR家族轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白,目前對(duì)其研究的報(bào)道較少,其直接作用的靶點(diǎn)及小分子對(duì)調(diào)控的影響機(jī)制尚不清楚。因此,研究Rv3557c(KstR2)轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白的調(diào)控機(jī)制具有重要意義。本研究以Mtb H37Rv基因組DNA為模板,應(yīng)用PCR方法擴(kuò)增KstR2基因后構(gòu)建了重組表達(dá)載體pET-22b-KstR2,經(jīng)轉(zhuǎn)化、誘導(dǎo)后得到重組蛋白KstR2,以此純化蛋白開展下列研究工作:通過凝膠遷移試驗(yàn)(EMSA)和染色質(zhì)免疫沉淀(ChIP)試驗(yàn)測(cè)定KstR2與靶基因的結(jié)合情況,結(jié)果顯示KstR2與rv2549c啟動(dòng)子在體外與體內(nèi)均結(jié)合,表明rv2549c基因的轉(zhuǎn)錄受KstR2的調(diào)控,且該蛋白與位于rv2549c轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游155bp處的12個(gè)堿基序列結(jié)合,而Kst...
【文章來源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
細(xì)菌中啟動(dòng)子DNA和RNA的結(jié)構(gòu)[11]
TetR家族蛋白R(shí)v3557c(KstR2)調(diào)控結(jié)核分枝桿菌基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)制研究4圖1-2細(xì)菌中啟動(dòng)子的不同激活機(jī)制Fig.1-2DifferentactivationmechanismsforsimplepromotersinBacteria(a)Ⅰ類激活。激活劑結(jié)合上游位點(diǎn)并與RNA聚合酶的αCTD相互作用將聚合酶集中到啟動(dòng)子;(b)Ⅱ類激活。激活劑結(jié)合到靠近–35元件的靶標(biāo),并且激活劑與σ70的結(jié)構(gòu)域4相互作用;(c)通過構(gòu)象變化激活。激活劑(以藍(lán)色顯示)在啟動(dòng)子元件處或附近結(jié)合,并重新排列–10和–35元件,因此RNA聚合酶全酶可與啟動(dòng)子結(jié)合。(a)ClassⅠactivation.TheactivatorbindstheupstreamsiteandinteractswiththeαCTDofRNApolymerasetorecruitthepolymerasetothepromoter.(b)ClassⅡactivation.Theactivatorbindstoatargetthatisneartothe–35element,andtheactivatorinteractswithdomain4ofσ70.(c)Activationthroughconformationchanges.Theactivator(showninblue)bindsat,ornearto,thepromoterelementsandrearrangesthe–10andthe–35elementssothattheRNApolymeraseholoenzymecanbindtothepromoter.
文獻(xiàn)綜述5圖1-3細(xì)菌的抑制機(jī)制Fig.1-3RepressionmechanismsinBacteria(a)通過位阻進(jìn)行抑制。阻遏物與核心啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合,阻斷RNAP與該區(qū)域的結(jié)合;(b)循環(huán)抑制。阻遏物與遠(yuǎn)端位點(diǎn)結(jié)合并通過環(huán)相互作用,從而改變啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)并阻止RNAP結(jié)合;(c)通過調(diào)節(jié)激活蛋白來抑制。阻遏物與激活劑相互作用,減弱或消除其刺激作用。(a)Repressionbysterichindrance.TherepressorbindstothecorepromoterregiontoblockRNAPbindingtothisregion.(b)Repressionbylooping.Repressorsbindtodistalsitesandinteractbylooping,therebychangingthepromoterstructureandpreventingRNAPbinding.(c)Repressionbythemodulationofanactivatorprotein.Therepressorinteractswithanactivatorandweakensorabolishesitsstimulatingeffect.1.3結(jié)核分枝桿菌的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)Mtb基因組編碼200多個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白,這些蛋白在細(xì)菌的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、轉(zhuǎn)運(yùn)等多個(gè)方面起到調(diào)控作用[7];蚪M編碼13個(gè)σ因子、11個(gè)雙組份系統(tǒng)、8個(gè)應(yīng)答調(diào)節(jié)元件、11個(gè)蛋白激酶和超過140個(gè)公認(rèn)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子[20]。部分轉(zhuǎn)錄因子的功能已經(jīng)被鑒定,這些轉(zhuǎn)錄因子多與環(huán)境壓力有關(guān),如冷激、熱激、缺氧、鐵饑餓、表面壓力等因素[21-26]。Jacques等人總結(jié)了前人已經(jīng)研究的轉(zhuǎn)錄因子和靶基因相互作用的結(jié)果,并將這些結(jié)果構(gòu)建
本文編號(hào):3277303
【文章來源】:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
細(xì)菌中啟動(dòng)子DNA和RNA的結(jié)構(gòu)[11]
TetR家族蛋白R(shí)v3557c(KstR2)調(diào)控結(jié)核分枝桿菌基因轉(zhuǎn)錄的機(jī)制研究4圖1-2細(xì)菌中啟動(dòng)子的不同激活機(jī)制Fig.1-2DifferentactivationmechanismsforsimplepromotersinBacteria(a)Ⅰ類激活。激活劑結(jié)合上游位點(diǎn)并與RNA聚合酶的αCTD相互作用將聚合酶集中到啟動(dòng)子;(b)Ⅱ類激活。激活劑結(jié)合到靠近–35元件的靶標(biāo),并且激活劑與σ70的結(jié)構(gòu)域4相互作用;(c)通過構(gòu)象變化激活。激活劑(以藍(lán)色顯示)在啟動(dòng)子元件處或附近結(jié)合,并重新排列–10和–35元件,因此RNA聚合酶全酶可與啟動(dòng)子結(jié)合。(a)ClassⅠactivation.TheactivatorbindstheupstreamsiteandinteractswiththeαCTDofRNApolymerasetorecruitthepolymerasetothepromoter.(b)ClassⅡactivation.Theactivatorbindstoatargetthatisneartothe–35element,andtheactivatorinteractswithdomain4ofσ70.(c)Activationthroughconformationchanges.Theactivator(showninblue)bindsat,ornearto,thepromoterelementsandrearrangesthe–10andthe–35elementssothattheRNApolymeraseholoenzymecanbindtothepromoter.
文獻(xiàn)綜述5圖1-3細(xì)菌的抑制機(jī)制Fig.1-3RepressionmechanismsinBacteria(a)通過位阻進(jìn)行抑制。阻遏物與核心啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合,阻斷RNAP與該區(qū)域的結(jié)合;(b)循環(huán)抑制。阻遏物與遠(yuǎn)端位點(diǎn)結(jié)合并通過環(huán)相互作用,從而改變啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)并阻止RNAP結(jié)合;(c)通過調(diào)節(jié)激活蛋白來抑制。阻遏物與激活劑相互作用,減弱或消除其刺激作用。(a)Repressionbysterichindrance.TherepressorbindstothecorepromoterregiontoblockRNAPbindingtothisregion.(b)Repressionbylooping.Repressorsbindtodistalsitesandinteractbylooping,therebychangingthepromoterstructureandpreventingRNAPbinding.(c)Repressionbythemodulationofanactivatorprotein.Therepressorinteractswithanactivatorandweakensorabolishesitsstimulatingeffect.1.3結(jié)核分枝桿菌的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)Mtb基因組編碼200多個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白,這些蛋白在細(xì)菌的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、轉(zhuǎn)運(yùn)等多個(gè)方面起到調(diào)控作用[7];蚪M編碼13個(gè)σ因子、11個(gè)雙組份系統(tǒng)、8個(gè)應(yīng)答調(diào)節(jié)元件、11個(gè)蛋白激酶和超過140個(gè)公認(rèn)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子[20]。部分轉(zhuǎn)錄因子的功能已經(jīng)被鑒定,這些轉(zhuǎn)錄因子多與環(huán)境壓力有關(guān),如冷激、熱激、缺氧、鐵饑餓、表面壓力等因素[21-26]。Jacques等人總結(jié)了前人已經(jīng)研究的轉(zhuǎn)錄因子和靶基因相互作用的結(jié)果,并將這些結(jié)果構(gòu)建
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