Войти
| ДНК-связывающий белок Fis | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Структура гомодимера Fis K36E | |||||||
| Идентификаторы | |||||||
| Организм | E. coli | ||||||
| Symbol | fis | ||||||
| UniProt | P0A6R3 | ||||||
| |||||||
fis является E. coli, кодирующий белок Fis (или FIS ). Регуляция этого гена является более сложной, чем у большинства других генов в E. coli геном, поскольку Fis является важным белком, который регулирует экспрессию других генов. Предполагается, что fis регулируется H-NS и CRP. Он также регулирует свою собственную экспрессию (ауторегуляция ). Fis является одним из наиболее распространенных ДНК-связывающих белков в Escherichia coli в условиях роста, богатого питательными веществами.
Fis был впервые обнаружен за его роль в стимуляции катализируемой джином инверсии G-сегмента генома фага Mu. Первоначально Fis был идентифицирован как f актор для i версии s тимуляции гомологичных Hin и Gin сайт-специфичных рекомбиназ ДНК Salmonella и фага Mu, соответственно. Недавно было показано, что этот небольшой, основной, изгибающий ДНК белок функционирует во многих других реакциях, включая сайт-специфическую рекомбинацию фага лямбда, активацию транскрипции рРНК и оперонов тРНК, репрессию собственного синтеза и репликацию ДНК, направленную на oriC. Концентрации Fis в клетках сильно различаются в различных условиях роста, что может иметь важные регуляторные последствия для физиологической роли Fis в этих различных реакциях.
Структура белка Fis Структурно Fis складывается в четыре α-спирали (A – D) и a. Спирали A и B обеспечивают контакты между мономерами Fis, облегчая образование димеров, тогда как спирали C и D образуют мотив спираль-поворот-спираль, который необходим для связывания ДНК.
Fis представляет собой очень важный связанный с небольшими нуклеотидами белок, который играет роль во влиянии на структуру бактериальной хромосомы и инициации репликации ДНК. Это связанный с нуклеоидом белок в Escherichia coli, которого много во время раннего экспоненциального роста в богатой среде, но его не хватает во время стационарной фазы. Когда клетки со стационарной фазой субкультивируются в богатую среду, уровни Fis увеличиваются с менее чем 100 до более чем 50 000 копий на клетку до первого деления клетки. Когда клетки начинают экспоненциальный рост, возникающий синтез в значительной степени отключается, и внутриклеточные уровни Fis снижаются в зависимости от деления клеток. Синтез Fis также временно увеличивается, когда экспоненциально растущие клетки переводятся в более богатую среду. Величина пика синтеза Fis, по-видимому, отражает степень повышения уровня питания. Уровни мРНК fis очень похожи на паттерн экспрессии белка, предполагая, что регуляция происходит в основном на уровне транскрипции. В промоторной области fis присутствуют два сайта связывания РНК-полимеразы и по меньшей мере шесть высокоаффинных сайтов связывания Fis. Экспрессия этого оперона fis негативно регулируется Fis in vivo, и очищенный Fis может предотвращать образование стабильных комплексов с помощью РНК-полимеразы на промоторе fis in vitro. Однако ауторегуляция лишь частично объясняет паттерн экспрессии Fis. Было показано, что колебания уровней Fis служат ранним сигналом об улучшении питания и важны для физиологических ролей, которые Fis играет в клетке.
Регуляция Fis 
ДНК-отрицательная суперспирализация Это глобальный регуляторный белок в Escherichia coli, которая активирует транскрипцию рибосомной РНК (рРНК ) путем связывания с тремя вышестоящими сайтами активации промотора рРНК и усиливает транскрипцию в 5-10 раз in vivo. Сверхэкспрессия Fis по-разному влияет на рост клеток в зависимости от условий питания. Нуклеоидный белок Fis отличается быстрым увеличением скорости синтеза после увеличения количества питательных веществ и его распространением в быстрорастущих клетках E. coli.
Известно, что Fis, как и другие гены, активирует транскрипцию рибосомной РНК. Он играет непосредственную роль в активации промоторов рРНК. Fis связывается с рекомбинационной энхансерной последовательностью, которая необходима для стимуляции опосредованной hin инверсии ДНК. Также было показано, что он предотвращает инициацию репликации ДНК из oriC.
. Было показано, что последовательности от 32 до 94 нуклеотидов перед fis AUG ответственны за увеличение объема деятельности переводчиков fis lacZ более чем в 100 раз. Внутри этой области элемент последовательности AU с центром на 35 нуклеотидов вверх от fis AUG увеличивает трансляцию fis в 15 раз. Формирование предполагаемого элемента вторичной структуры РНК, начинающегося на 50 нуклеотидов выше AUG, также положительно влияет на трансляцию fis до 10 раз. Ген fis котранскрибируется с вышестоящим геном, кодирующим фермент, модифицирующий тРНК. Уровни белка DusB очень низкие даже в условиях, когда имеется высокая транскрипция оперона и высокие уровни белка Fis.
Fis считается архитектурным белком хроматина бактерий. Помимо модуляции архитектуры хроматина, известно, что он влияет на многочисленные промоторы E. coli и некоторых других бактерий. Исследования in vivo и in vitro показывают, что Fis действует как репрессор транскрипции. Есть данные, которые показывают, что Fis опосредует свой репрессивный эффект, запрещая доступ РНК-полимеразе в промоторе мамы. Комбинированный Репрессивный эффект Fis и ранее охарактеризованные негативные регуляторные факторы могут быть ответственны за то, чтобы гены подавляли молчание большую часть времени. Помимо общего подавления экспрессии, он также обеспечивает подавление полезного, но потенциально летального гена мамы.
Fis как критический регулятор экспрессии капсулы. Fis также участвует в регуляции ряда генов у видов бактерий, таких как Enteroaggregative Escherichia coli, подобных организмов. Некоторые из этих генов включают важные факторы вирулентности.
Роль fis хорошо изучена в E. coli, но его роль в псевдомонадах был рассмотрен лишь кратко. Недавние исследования Enterobacteriaceae показали, что fis положительно регулирует движение жгутиков бактерий. Наблюдения за Pseudomonas putida демонстрируют, что fis снижает миграцию P. putida на верхушки корней ячменя и тем самым снижает конкурентоспособность бактерий на корнях. Также было замечено, что сверхэкспрессия fis резко снижает плавательную моторику и способствует образованию биопленки P. putida. Возможно, что повышенная экспрессия Fis важна для адаптации P. putida во время колонизации корней растений, способствуя образованию биопленок, когда миграция бактерий больше не является выгодной.
Было продемонстрировано, что Fis имеет важное значение для стабильности линейной плазмиды и влияет на подвижность.
Fis-буферов, снижение отрицательной суперспирализации в tyrT и экспрессии рРНК. Для этого необходим расположенный выше FIS сайт связывания рРНК, и вполне вероятно, что FIS обеспечивает локальную кривизну ДНК. Подробнее см. Трэверс и Мусхелишвили 2005.
