武汉病毒所在3-羟基苯甲酸/龙胆酸代谢调控研究中获进展
近期，中科院武汉病毒研究所周宁一研究员课题组在微生物代谢调控研究中取得了进展。研究表明，IclR家族调控蛋白GenR通过两种不同的模式激活 3-羟基苯甲酸/龙胆酸代谢途径基因genDFM和genKH的表达，同时，它还抑制自身编码基因genR的表达。相关结果在4月发表于微生物学领域刊物Journal of Bacteriology。
谷氨酸棒杆菌是一株重要的工业菌株，广泛用于生产氨基酸、有机酸等，同时，它也是研究芳烃分解代谢的模式系统。本研究表明，在谷氨酸棒杆菌中，3- 羟基苯甲酸和龙胆酸代谢途径的编码基因位于genDFM、genR和genKH等三个紧密排列的操纵子上。IclR家族调控因子GenR在3-羟基苯甲酸和龙胆酸的作用下上调genDFM和genKH两个操纵子的转录，并且还下调它自身编码基因genR的转录。印迹实验表明，在这个区域中，GenR通过不同的亲和能力结合四个位点。两个GenR结合位点(DFMn01和DFMn02)位于genDFM启动子-35区和-10区上游的-41到-81间的区域，并通过它们参与激活genDFM的转录，这属于I类型简易激活模式。GenR结合位点R-KHn01(位于-47至16区之间)和genKH启动子序列的-35区重叠，用来参与上调它的转录，这属于II类型简易激活模式。调控蛋白GenR在其自身编码基因genR的启动子区域结合R-KHn02位点，它的印迹区域从-44延伸到-67，这个位点参与下调genR启动子的活性。在四个GenR结合位点中存在一个共有序列，它是由一个回文结构 [ATTCC-N7(5)-GGAAT]组成的，通过定点突变研究发现，这个结构是GenR参与调控所必须的。这些结果表明，在参与芳香烃代谢的IclR 家族中，GenR行使一种新的功能，这是首次发现在一个代谢途径编码基因中存在两种激活机制。
本文的研究成果为深入研究3-羟基苯甲酸和龙胆酸代谢调控提供了新的理论基础，同时，增加了IclR家族调控机理的多样性，为研究这个家族的普遍规律及其模型的建立提供了新的依据。
该研究得到了国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划的资助。
图1：调控蛋白GenR在genDFM，genR和genKH三个操纵子的启动子区域的结合位点。
图2：调控蛋白GenR与已报道的IclR家族调控蛋白的比较。
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