Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Репрессорные белки Тет (иначе известные как TetR) – это белки, играющие важную роль в обеспечении устойчивости к антибиотикам у широких категорий бактериальных видов. Тетрациклин (Tc) – это обширное семейство антибиотиков, к которым бактерии выработали устойчивость. Tc обычно убивает бактерии, связываясь с бактериальной рибосомой и блокируя синтез белка. Экспрессия генов устойчивости к Tc регулируется репрессором TetR. TetR подавляет экспрессию TetA, мембранного белка, который выкачивает из бактерий токсичные вещества, такие как Tc, путем связывания с оператором tetA. Таким образом, TetR может сыграть важную роль в помощи ученым в более глубоком понимании механизмов устойчивости к антибиотикам и способов лечения бактерий, устойчивых к антибиотикам. TetR – один из многих белков семейства белков TetR, названного так, поскольку TetR является наиболее хорошо изученным представителем этого семейства. TetR используется в искусственно сконструированных сетях регуляции генов благодаря его способности к тонкой регуляции промоторов. В отсутствие Tc или аналогов, таких как ATc, базальная экспрессия промоторов, регулируемых TetR, низкая, но экспрессия резко возрастает даже при наличии незначительного количества Tc. Ген tetA также присутствует в широко используемом клонирующем векторе E. coli pBR322, где он часто обозначается по имени своего фенотипа устойчивости к тетрациклину – TetR, что не следует путать с белком TetR.
Tet Repressor proteins (otherwise known as TetR) are proteins playing an important role in conferring antibiotic resistance to large categories of bacterial species. Tetracycline (Tc) is a broad family of antibiotics to which bacteria have evolved resistance. Tc normally kills bacteria by binding to the bacterial ribosome and halting protein synthesis. The expression of Tc resistance genes is regulated by the repressor TetR. TetR represses the expression of TetA, a membrane protein that pumps out substances toxic to the bacteria like Tc, by binding the tetA operator. Therefore, TetR may have an important role in helping scientists to better understand mechanisms of antibiotic resistance and how to treat antibiotic resistant bacteria. TetR is one of many proteins in the TetR protein family, which is so named because TetR is the most well characterized member. TetR is used in artificially engineered gene regulatory networks because of its capacity for fine regulation of promoters. In the absence of Tc or analogs like ATc, basal expression of TetR regulated promoters is low, but expression rises sharply in the presence of even a minute quantity of Tc. The tetA gene is also present in the widely used E. coli cloning vector pBR322, where it is often referred to by the name of its tetracycline resistance phenotype, TetR, not to be confused with TetR.
Структура и функция
TetR функционирует как гомодимер. (Тетр обычно связывается с комплексами тетрациклина и Mg2+ внутри бактерий, но связывание Тетр с тетрациклином без ионов магния наблюдалось in vitro.) Домены, связывающие ДНК в TetR, распознают палиндромную последовательность оператора TetA длиной 15 пар оснований. Эти домены главным образом состоят из мотива «спираль-поворот-спираль» (HTH), который характерен для членов семейства белков TetR (см. ниже). Однако было показано, что N-концевые аминокислотные остатки, предшествующие этому мотиву, также важны для связывания ДНК. Хотя эти остатки не контактируют с ДНК напрямую, они плотно прилегают к HTH, и это прилегание необходимо для связывания. Мотивы HTH преимущественно взаимодействуют с большой канавкой целевой ДНК посредством гидрофобных взаимодействий. TetR вызывает расширение большой канавки и искривление ДНК; одна спираль HTH-мотива TetR принимает форму 310-спирального поворота в результате сложных взаимодействий с ДНК.
TetR functions as a homodimer. (TetR typically binds tetracycline Mg2+ complexes inside bacteria, but TetR binding to tetracycline alone has been observed in vitro.) The DNA binding domains of TetR recognize a 15 base pair palindromic sequence of the TetA operator. These domains mainly consist of a helix turn helix (HTH) motif that is common in TetR protein family members (see below). However, the N terminal residues preceding this motif have also been shown to be important for DNA binding. Although these residues do not directly contact the DNA, they pack against the HTH and this packing is essential for binding. The HTH motifs have mostly hydrophobic interactions with major grooves of the target DNA. TetR causes widening of the major grooves as well as kinking of the DNA; one helix of the HTH motif of TetR adopts a 310 helical turn as the result of complex DNA interactions.
Семейство белков TetR
По состоянию на июнь 2005 года, это семейство белков насчитывало около 2353 членов, являющихся регуляторами транскрипции. (Регуляторы транскрипции контролируют экспрессию генов.) Эти белки содержат мотив «спираль-поворот-спираль» (HTH), который представляет собой домен связывания с ДНК. Вторая спираль считается наиболее важной для специфичности к последовательности ДНК и часто распознает нуклеиновые кислоты в большой бороздке двойной спирали. У большинства членов семейства этот мотив расположен на N-концевом участке белка и высоко консервирован. Высокая консервация мотива HTH не наблюдается в других доменах белка. Различия, наблюдаемые в этих других регуляторных доменах, вероятно, обусловлены различиями в молекулах, которые воспринимает каждый член семейства. Члены семейства белков TetR в основном являются транскрипционными репрессорами, то есть предотвращают экспрессию определенных генов на уровне ДНК. Эти белки могут воздействовать на гены, отвечающие за различные функции, включая устойчивость к антибиотикам, биосинтез и метаболизм, бактериальный патогенез и реакцию на клеточный стресс.
As of June 2005, this family of proteins had about 2,353 members that are transcriptional regulators. (Transcriptional regulators control gene expression.) These proteins contain a helix turn helix (HTH) motif that is the DNA binding domain. The second helix is considered to be most important for DNA sequence specificity and often recognizes nucleic acids within the major groove of the double helix. In the majority of the family members, this motif is on the N terminal end of the protein and is highly conserved. The high conservation of the HTH motif is not observed for the other domains of the protein. The differences observed in these other regulatory domains are likely due to differences in the molecules that each family member senses. TetR protein family members are mostly transcriptional repressors, meaning that they prevent the expression of certain genes at the DNA level. These proteins can act on genes with various functions including antibiotic resistance, biosynthesis and metabolism, bacterial pathogenesis, and response to cell stress.