Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1145822), страница 4

Файл №1145822 Диссертация (Структура и функции сигнальных белков PII у одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii и Chlorella variabilis) 4 страницаДиссертация (1145822) страница 42019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Сравнительный анализ последовательностейбелков GlnB разных цианобактерий и их гомологов у других бактерий привел кидентификации 14 уникальных и характерных для всех цианобактерийаминокислот (Palinska et al., 2002). Интересно то, что большая их часть находитсявобластиТ-петли,отвечающейзафункциональныевзаимодействияиконформационные изменения молекулы белка.При недостатке азота в среде белок PII цианобактерий подвергаетсяковалентной модификации путем фосфорилирования (а не уридилирования) поостатку Ser-49, располагающемуся в том же участке Т-петли, что и Tyr-51 E.

сoli(Forchhammer et al., 1994). В последовательностях GlnB и GlnK протеобактерийположение, соответствующее Ser-49, занято аланином. Тримерный белок GlnB19цианобактерийможетприсутствоватьвчетырехразличныхформах–немодифицированной или три модифицированных (с одной, двумя или тремяфосфорилированными субъединицами). Эти формы отличаются по своейэлектрофоретической подвижности и выявляются при иммуноблоттинге внеденатурирующем ПААГ (Forchhammer и Tandeau de Marsac, 1994).Белок PII S.

elongatus, как и другие бактериальные PII-белки, строгореагирует на азотный статус клетки. В растущих на богатой аммонием средеклетках белок практически полностью дефосфорилирован, тогда как при росте нанитрате в качестве источника азота фосфорилирование PII возрастает допромежуточных уровней. В условиях голодания по азоту этот белок максимальнофосфорилируется (Forchhammer и Tandeau de Marsac, 1994; Forchhammer иTandeau de Marsac, 1995).

Однако, по-видимому, фосфорилирование PII отвечаетне на конкретный источник азота, а скорее на его ассимиляцию черезглутаминсинтазный/глутаматсинтетазный путь (GS/GOGAT). Ингибированиеодного из ферментов этого пути ведет к резкому повышению фосфорилирования,даже в присутствии аммония (Irmler et al., 1997), что предполагает участиеметаболитовэтогопутивфосфорилированииибелкаPII.Invivo нафосфорилирование/дефосфорилирование PII оказывает влияние не толькоазотный статус клетки. Было показано, что помимо добавления аммония,вызывающего дефосфорилирование PII, сходный эффект может быть достигнутпутем ингибирования фиксации или ограничения притокаСO2 к клеткам(Forchhammer и Tandeau de Marsac, 1995; Irmler et al., 1997).

Различные условияосвещения и перемещение клеток из темноты на свет также оказывают влияние насостояние фосфорилирования PII. Однако считается, что эти эффекты вторичныпо отношению к условиями азотного статуса (Forchhammer и и Tandeau de Marsac,1994). Для Synechocystis sp. PCC 6803 также было показано, что белок GlnB можетотвечатьнасостояниевосстановленностифотосинтетическойэлектрон-транспортной цепи (Hisbergues et al., 1999).Фосфорилирование PII может осуществляться только в присутствии 2-ОГ иАТФ.

Фосфатазная активность, стимулируемая Mg2+, напротив, ингибируется20АТФ и 2-ОГ (Irmler et al., 1997). Киназная и фосфатазная активности могут бытьразделеныметодомгель-фильтрационнойхроматографии.Несмотрянамногочисленные попытки до сих пор не удалось идентифицировать основукиназной активности.

Экспериментальные данные указывают на то, чтофосфорилирование осуществляют либо многочисленные взаимозаменяемыекиназы, либо какая-то уникальная, до сих пор не идентифицированная киназа.Фосфатаза же демонстрирует биохимические свойства, типичные для белковыхфосфатаз семейства 2С (PP2C) (Irmler et al., 1997).ВозможностиРIIS.еlongatesвзаимодействоватьсэффекторнымимолекулами во многом сходны с таковыми у GlnB E. coli, хотя очевиднынекоторые различия, которые могут иметь важные физиологические последствия(Forchhammer и Hedler, 1997; Forchhammer, 1999). Оба белка связывают АТФ и 2ОГ взаимозависимо. Отличительной особенностью цианобактериального PIIбелка является то, что АТФ и 2-ОГ не только взаимно влияют на сродствосвязывания соответствующего лиганда, но и уменьшают взаимный негативныйэффект соседних лиганд-связывающих сайтов в тримере белка (Forchhammer иHedler, 1997).Физиологические исследования показали, что PII-зависимая передачасигналов характерна для регуляции утилизации нитрата, поглощения бикарбонатаи генной экспрессии через глобальный регулятор азотного метаболизма NtcA(Forchhammer 2004).

По-видимому, регуляция утилизации нитрата с участиембелка PII осуществляется по нескольким путям, включая аммоний-зависимый(Lee et al., 2000) и световой (Kloft и Forchhammer, 2005) контроль поглощениянитрата, и, возможно, контроль активности нитратредуктазы у S. elongatus(Takatani et al., 2006). Некоторое время назад скрининг геномных библиотекпозволил обнаружить новые мишени PII-белка, такие какN-ацетил-L-глутаматкиназа (NAGK) (Heinrich et al., 2004; Burillo et al., 2004) и малый белокPipX (Burillo et al., 2004; Espinosa et al., 2006) у S.

elongatus, а такжепредполагаемый мембранный белок PamA у Synechocystis (Osanai et al., 2005).21NAGKпредставляетсобойфермент,катализирующийскорость-лимитирующую стадию биосинтеза аргинина (рисунок 4). Его активностьконтролируется образованием комплекса с PII иобратимо ингибируетсяаргинином (Maheswaran et al., 2004; Maheswaran et al., 2006; Forchhammer, 2008).Рисунок 4. Взаимодействие PII–NAGK и контроль биосинтеза аргинина у одноклеточныхцианобактрий. Пояснения в тексте. (По: Forchhammer, 2008).Вусловияхэнергетическомнедостаткаголоданииазота(высокие(высокиеуровниуровниАДФ),2-ОГ)PIIнеилиприспособенвзаимодействовать с NAGK (на рисунке слева). В этом случае NAGK остается всостоянии низкой активности ивысоко чувствителен к ингибированиюаргинином. Уровень ингибирования регулируется в соответствии с количествомнеобходимого аргинина для белкового синтеза. Кроме того, комплекс с NAGKформирует только немодифицированный белок PII S.

elongatus, тогда какфосфорилированный по Ser-49 PII неспособен взаимодействовать с NAGK(Heinrich et al., 2004). В условиях достаточного количества азота и энергии(низкие уровни 2-ОГ и АДФ) формируется комплекс PII-NAGK, повышающийкаталитическуюактивностьNAGKирезкоснижающийингибированиеаргинином (на рисунке справа). В результате уровни клеточного аргинина растут,22и он может быть использован для синтеза белков или запасания источника азота ввиде цианофицина (Maheswaran et al., 2006).Упомянутый выше белок PipX также является мишенью PII. Онпредставляетобнаруженныйсобойумалыйвсехбелокизцианобактерий.89аминокислот,НарядусPII,уникальныйониспособенвзаимодействовать с глобальным регуляторным белком NtcA (Espinosa et al.,2006; Espinosa et al., 2014; Forchhammer, 2008). Формирование комплексамономерного белка PipX с PII или NtcA зависит от присутствия 2-ОГ (рисунок 5).Сродство PII к PipX возрастает при низких уровнях 2-ОГ (высокое соотношениеазот/углерод).

Тогда как в условиях голодания по азоту (высокие уровни 2-ОГ)PipX высвобождается от PII и связывается с NtcA, что приводит к увеличениюэкспрессии NtcA-зависимых генов (Espinosa et al., 2007). Было показано, что PipXфункционирует как транскрипционный ко-активатор NtcA. На рисунке 5представлено схематическое изображение модели взаимодействия PII с PipX иNAGK в зависимости от азотного статуса клетки (Espinosa et al., 2014). Однаконедавно был получен фактический материал, указывающий на наличие NtcAнезависимогорегулонаPipX,которыйвключаетнетолькорегуляциюметаболизма азота, но и адаптацию процессов трансляции и фотосинтеза кизменениям окружающей среды (Espinosa et al., 2014).

По всей видимости, в этомслучае PipX воспринимает сигналы, отличные от 2-ОГ, что указывает намультифункциональные свойства этого белка и сложную систему регуляции.23Рисунок 5. Модель зависимого от 2-ОГ взаимодействия PipX и PII с мишенями. Пояснения втексте.

(По: Espinosa et al., 2014).Еще одна мишень PII – белок PamA Synechocystis, мембранный белок снеизвестной функцией. Его С-терминальный домен имеет высокую степеньсходства с механочувствительными каналами семейства MscS (Osanai et al., 2005).Этот домен взаимодействует с PII в зависимости от присутствия АТФ и 2-ОГ, чтоуказывает на участие PII в регуляции этого потенциального канала в условияхнедостатка азота. Также было показано возрастание экспрессии NtcA-зависимыхгенов у мутанта с делецией по гену pamA.

Этот ген включает в себяпоследовательность sigE, кодирующую альтернативный сигма-фактор, длякоторого была показана активация в условиях недостатка азота и участие вконтроле уровней транскрипции генов катаболизма сахаров (Osanai и Tanaka,2007).1.2.2. Грамположительные бактерииФирмикутные бактерии.

Одним из наиболее изученных представителейграмположительных бактерий на предмет PII-белков является Bacillus subtilis, укоторого имеется единственный ген PII (GlnK-гомолог), обладающий рядомуникальных особенностей (Wray, 1994). Mg2+ выступает антагонистом связыванияАТФ, а 2-ОГ практически не связывается с белком PII вне зависимости от24концентрации АТФ. Более того, для этого белка не характерна ковалентнаямодификация. В условиях недостатка азота глобальный регулятор TnrAактивирует экспрессию приблизительно 15 генов, продукты которых вовлечены впоглощение и утилизацию альтернативных источников азота, в том числеэкспрессию генов nrgAB, кодирующих транспортер аммония AmtB и PII-белокGlnK (рисунок 6) (Gunka и Commichau, 2012).

Характеристики

Список файлов диссертации

Структура и функции сигнальных белков PII у одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii и Chlorella variabilis
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее