Suppr超能文献

大肠杆菌中 σ 竞争模型的动力学和热力学比较分析。

A comparative kinetic and thermodynamic perspective of the σ-competition model in Escherichia coli.

机构信息

Molecular Biophysics Unit, Indian Institute of Science, Bangalore, India.

出版信息

Biophys J. 2012 Sep 19;103(6):1325-33. doi: 10.1016/j.bpj.2012.08.013.

Abstract

Transcription is the most fundamental step in gene expression in any living organism. Various environmental cues help in the maturation of core RNA polymerase (RNAP; α(2)ββ'ω) with different σ-factors, leading to the directed recruitment of RNAP to different promoter DNA sequences. Thus it is essential to determine the σ-factors that affect the preferential partitioning of core RNAP among various σ-actors, and the role of σ-switching in transcriptional gene regulation. Further, the macromolecular assembly of holo RNAP takes place in an extremely crowded environment within a cell, and thus far the kinetics and thermodynamics of this molecular recognition process have not been well addressed. In this study we used a site-directed bioaffinity immobilization method to evaluate the relative binding affinities of three different Escherichia coli σ-factors to the same core RNAP with variations in temperature and ionic strength while emulating the crowded cellular milieu. Our data indicate that the interaction of core RNAP-σ is susceptible to changes in external stimuli such as osmolytic and thermal stress, and the degree of susceptibility varies among different σ-factors. This allows for a reversible σ-switching from housekeeping factors to alternate σ-factors when the organism senses a change in its physiological conditions.

摘要

转录是所有生物中基因表达的最基本步骤。各种环境线索有助于核心 RNA 聚合酶 (RNAP; α(2)ββ'ω) 与不同的 σ 因子成熟,从而将 RNAP 定向募集到不同的启动子 DNA 序列。因此,确定影响核心 RNAP 在各种 σ 因子之间优先分配的 σ 因子,以及 σ 转换在转录基因调控中的作用至关重要。此外,全酶 RNAP 的大分子组装发生在细胞内极其拥挤的环境中,迄今为止,这个分子识别过程的动力学和热力学尚未得到很好的解决。在这项研究中,我们使用了一种定点生物亲和固定化方法,在模拟拥挤的细胞环境的同时,评估了三种不同的大肠杆菌 σ 因子与同一核心 RNAP 在不同温度和离子强度下的相对结合亲和力。我们的数据表明,核心 RNAP-σ 的相互作用易受渗透压和热应激等外部刺激的变化影响,并且不同的 σ 因子之间的敏感性程度不同。当生物体感知到生理条件发生变化时,这种可逆的 σ 转换允许从管家因子切换到替代的 σ 因子。

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