蓝藻中氮代谢调节因子激活过程的结构生物学机理被阐明

2010-7-16 00:00 来源: 中国科学技术大学
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  近日,中国科学技术大学生命科学学院和合肥微尺度物质科学国家实验室周丛照研究组与法国科研中心张承才研究组合作研究了蓝藻(亦称蓝细菌)中控制氮代谢和异形胞分化的全局性转录因子NtcA被激活的结构生物学机理,有关工作发表在7月13日出版的美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。

  淡水蓝藻的大量繁殖是导致水华的主要因素。NtcA是特异性存在于蓝藻中的一类转录因子,调节以氮代谢为主,包括碳代谢、光合作用和应激反应相关基因的表达。在一些蓝藻(如太湖和巢湖蓝藻的第二大种群--鱼腥藻)中,NtcA还参与异形细胞分化相关基因的调控。三羧酸循环产生的α-酮戊二酸在有机氮源缺乏时会在细胞内富集,从而结合到NtcA上并使其激活。

当α-酮戊二酸或其类似物结合到NtcA的诱导子结合结构域后,会引起周边氨基酸残基的构象变化,并进而通过一个长螺旋将信号传递到DNA结合结构域,导致与DNA结合的一对α螺旋之间的距离由原来的37埃缩短为34埃,更适合与DNA大沟的特异性结合。该研究在原子分辨率水平清晰地阐明了NtcA在氮源缺乏时被激活的结构生物学机理。