테트르

TetR
호모디머로서의 TetR:각각의 모노머는 보라색이나 연어로 표시된다.나선 회전-헬릭스 모티브는 진한 붉은색으로 표시된다.

Tet Repressor 단백질(다른 명칭은 TetR)은 박테리아 종에 대한 항생제 내성을 부여하는데 중요한 역할을 하는 단백질이다.

테트라사이클린(Tc)은 박테리아가 내성을 진화시킨 광범위한 항생제군이다.tc는 보통 박테리아 리보솜에 결합하고 단백질 합성을 중단시켜 박테리아를 죽인다.Tc 저항 유전자의 발현은 억제기 TetR에 의해 조절된다.TetR은 Tc와 같이 박테리아에 독성이 있는 물질을 뿜어내는 막단 단백질인 TetA의 발현을 TetA 연산자를 결합시켜 억제한다.[1]Tc 내성균에서는 Tc와 Tc의 결합에 의해 TcA에 대한 TetR의 억제 작용이 중단되기 때문에 Tc가 리보솜에 결합되기 전에 Tc를 펌핑한다.[1]따라서, TetR은 과학자들이 항생제 내성의 메커니즘과 항생제 내성 박테리아를 치료하는 방법을 더 잘 이해하도록 돕는 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.TetR은 TetR 단백질 계열의 많은 단백질 중 하나로, TetR이 가장 잘 특징지어지는 구성원이기 때문에 그렇게 이름이 붙여졌다.[2]

TetR은 발기인들에 대한 미세한 규제를 위한 그것의 능력 때문에 인공적으로 조작된 유전자 규제 네트워크에 사용된다.ATC와 같은 Tc나 아날로그가 없는 경우 TetR 규제 프로모터의 기초적인 표현은 낮지만 Tc의 분량이라도 있는 상태에서는 표현이 급격히 상승한다.테타 유전자는 널리 사용되는 대장균 복제 벡터 pBR322에도 존재하는데, 여기서 테트라사이클린 저항성 표현형인 테트의R 이름으로 TetR과 혼동하지 않는 경우가 많다.[3]

구조 & 기능

테트라사이클린-마그네슘 복합체(파란색)는 테트R(녹색)의 공동에 묶여 있다.HTH 모티브는 분홍색으로 표시됨 - 참고 일치 변화.

TetR은 호모디머의 기능을 한다.[1]각각의 모노머는 루프와 턴으로 연결된 10개의 알파 나선형으로 구성된다.TetR의 전체적인 구조는 두 개의 DNA 결합 영역(단층당 1개)과 규제 코어로 나눌 수 있으며, 테트라사이클린 인식과 조광화를 담당한다.TetR은 규제 코어 내에 소수성 접점을 만들어 디머라이징한다.규제 영역의 바깥쪽 나선에는 테트라사이클린에 대한 결합 공동이 있다.테트라사이클린이 이 충치를 결합하면, 그것은 DNA 결합 영역에 영향을 미치는 정합성 변화를 일으켜 더 이상 테트R이 DNA를 결합할 수 없게 된다.그 결과 TetA와 TetR이 표현된다.테트라사이클린 유도체만으로도 이러한 순응적 변화를 일으킬 수 있는지, 테트라사이클린이 마그네슘과 함께 복합되어 TetR을 결합해야 하는지에 대해서는 현장에서는 여전히 논쟁이 있다([4]TetR은 일반적으로 테트라사이클린-Mg2+ 복합체를 박테리아 내부에 결합하지만 테트라사이클린에만 결합하는 테트라사이클린에 대한 테트R 결합은 시험관내에서만 관찰되었다).

TetR(보라색 및 연어)은 목표 DNA 서열과 함께 복잡하다.HTH 모티브는 DNA의 주요 홈에 빨간색 결합으로 표시된다. PDB: 1QPI

TetR의 DNA 결합 영역은 TetA 연산자의 15개의 염기쌍 팔린드로믹 시퀀스를 인식한다.[1][5]이러한 영역은 주로 TetR 단백질 제품군(아래 참조)에서 공통적으로 나타나는 나선-회전-헬릭스(HTH) 모티브로 구성된다.그러나 이 모티브 앞에 있는 N-단자 잔류물도 DNA 결합에 중요한 것으로 나타났다.[6]이러한 잔여물은 DNA와 직접 접촉하지는 않지만 HTH에 대항하여 포장되며 이 포장재는 결합에 필수적이다.HTH 모티브는 대부분 대상 DNA의 주요 홈과 소수성 상호작용한다.[1] 대상 DNA 서열에 TetR을 결합하면 DNA와 TetR 둘 다에 변화를 일으킨다.[7]TetR은 DNA의 꼬임뿐만 아니라 주요 홈의 넓이를 야기한다; TetR의 HTH 모티브 중 하나의 나선은 복잡한 DNA 상호작용의 결과로 3개의10 나선 회전을 채택한다.

TetR 단백질군

MtrR(마젠타), SimR(사이안), &AmtR(녹색)의 세 TetR 계열의 HTH 모티브 정렬

2005년 6월 현재, 이 단백질 집단은 전사 규제 기관인 약 2,353명의 구성원을 가지고 있다. (전사 규제 기관들은 유전자 발현을 통제한다.[1]이 단백질들은 DNA 결합 영역인 나선-회전-헬릭스(HTH) 모티브를 포함하고 있다.두 번째 나선은 DNA 시퀀스 특수성에 가장 중요한 것으로 간주되며 이중나선의 주요 홈 내에 있는 핵산을 인식하는 경우가 많다.[7]대부분의 가족 구성원들은 이 모티브가 단백질의 N단자에 있으며 보존도가 높다.[1]HTH 모티브의 높은 보존성은 단백질의 다른 영역에서는 관찰되지 않는다.이러한 다른 규제 영역에서 관찰된 차이는 각 가족 구성원이 감지하는 분자의 차이 때문일 가능성이 높다.

TetR 단백질 가족 구성원은 대부분 전사적 억제제인데, DNA 수준에서 특정 유전자의 발현을 막는다는 뜻이다.이들 단백질은 항생제 내성, 생합성 및 신진대사, 세균성 병원체 발생, 세포 스트레스에 대한 반응 등 다양한 기능을 가진 유전자에 작용할 수 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g Ramos JL, Martínez-Bueno M, Molina-Henares AJ, Terán W, Watanabe K, Zhang X, et al. (June 2005). "The TetR family of transcriptional repressors". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 69 (2): 326–56. doi:10.1128/mmbr.69.2.326-356.2005. PMC 1197418. PMID 15944459.
  2. ^ "InterPro". www.ebi.ac.uk. Retrieved 2020-08-06.
  3. ^ Allard JD, Bertrand KP (September 1992). "Membrane topology of the pBR322 tetracycline resistance protein. TetA-PhoA gene fusions and implications for the mechanism of TetA membrane insertion". The Journal of Biological Chemistry. 267 (25): 17809–19. PMID 1517220.
  4. ^ Werten S, Dalm D, Palm GJ, Grimm CC, Hinrichs W (December 2014). "Tetracycline repressor allostery does not depend on divalent metal recognition". Biochemistry. 53 (50): 7990–8. doi:10.1021/bi5012805. PMID 25432019.
  5. ^ Orth P, Schnappinger D, Hillen W, Saenger W, Hinrichs W (March 2000). "Structural basis of gene regulation by the tetracycline inducible Tet repressor-operator system". Nature Structural Biology. 7 (3): 215–9. doi:10.1038/73324. PMID 10700280.
  6. ^ Berens C, Altschmied L, Hillen W (January 1992). "The role of the N terminus in Tet repressor for tet operator binding determined by a mutational analysis". The Journal of Biological Chemistry. 267 (3): 1945–52. PMID 1309804.
  7. ^ a b Huffman JL, Brennan RG (February 2002). "Prokaryotic transcription regulators: more than just the helix-turn-helix motif". Current Opinion in Structural Biology. 12 (1): 98–106. doi:10.1016/S0959-440X(02)00295-6. PMID 11839496.

외부 링크