Lab.6 IITP RAS logo
05/12/21
13:40:23

Лаборатория математических методов и моделей в биоинформатике
Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича
Российской академии наук

« back

Транскрипционная регуляция биосинтеза пролина у протеобактерий

Дополнительные материалы к статье «Эволюция транскрипционной регуляции синтеза пролина у гамма-протеобактерий» (Лопатовская К.В., Горбунов К.Ю., Русин Л.Ю., Селиверстов А.В., Любецкий В.А.)

У бактерий биосинтез пролина из глутаминовой кислоты идет при последовательном участии трех ферментов: γ-глутамилкиназы, γ-глутамил-фосфатредуктазы и 1-пирролин-5-карбоксилатредуктазы. Согласно данным [2] у Pseudomonas aeruginosa PAO1 уровень синтеза первых двух ферментов зависит от концентрации пролина, но синтез третьего фермента от нее не зависит. Гены proA и proB кодируют первые два из этих ферментов. У протеобактерий гены proA и proB обычно образуют оперон. У Pseudomonas гены proA и proB расположены на хромосоме далеко друг от друга и транскрибируются в противоположных направлениях.

Нами была изучена белок-ДНКовая регуляция. Был проведен массовый поиск сайтов связывания с ДНК некоторого регуляторного белка перед указанными генами синтеза пролина. Нами найден консервативный мотив перед генами proA и proB синтеза пролина у большинства видов γ-протеобактерий (родов Pseudomonas, Marinobacter, Shewanella) и у некоторых других видов. С помощью нашей программы Protfile проведено сравнение филогенетического профиля некоторого регуляторного белка с профилями всех бактериальных белков. Отсюда предположено, что соответствующим транскрипционным фактором является белок из семейства TetR, ортологичный белку NP_249058 из Pseudomonas aeruginosa PAO1. Построено дерево видов, которые имеют найденную нами регуляцию генов pro. На основе оригинального подхода построены три вложения в дерево видов: дерева самих генов pro, дерева доменов транскрипционных факторов, дерева сайтов связывания этих факторов, а также получен сценарий совместной эволюции генов, факторов регуляции и сайтов связывания.

Литература

  1. R.V. Krishna, P. Beilstein, T. Leisinger. Biosynthesis of proline in Pseudomonas aeruginosa. Partial purification and characterization of γ-glutamyl kinase // Biochem. J. 1979. Vol. 181. P. 215-222.
  2. R.V. Krishna, P. Beilstein, T. Leisinger. Biosynthesis of proline in Pseudomonas aeruginosa. Properties of gamma-glutamyl phosphate reductase and 1-pyrroline-5-carboxylate reductase // Biochem. J. 1979. Vol. 181. P. 223-230.
  3. А.В. Селиверстов, В.А. Любецкий. Регуляция биосинтеза пролина у протеобактерий // Молекулярная биология. 2007. Том 41 (3). С. 572-574.
  4. Официальный сайт Proline: http://lab6.iitp.ru/ru/proline/
  5. Л.А. Леонтьев, В.А. Любецкий. Алгоритм определения белка, согласованного с заданным филогенетическим профилем // Информационные процессы (www.jip.ru). 2006. Том 6 (1). С. 24-32.
  6. Официальный сайт WebLogo: http://weblogo.berkeley.edu/logo.cgi 30.03.2010.
  7. C. Kisker, W. Hinrichs, K. Tovar, W. Hillen, W. Saenger. The complex formed between Tet repressor and tetracycline-Mg2+ reveals mechanism of antibiotic resistance // Journal of Molecular Biology. 1995. Vol. 247 (2). P. 260-280.
  8. К.Ю. Горбунов, В.А. Любецкий. Реконструкция эволюции генов вдоль дерева видов // Молекулярная биология. 2009. Том 43 (5). С. 946-958.
« back