FNR rodina regulačních proteinů. Přehled mechanismu aktivace proteinů FNR-typu a jejich funkce při genové expresi anaerobních genů

MAZOCH, Jiří and Igor KUČERA. FNR rodina regulačních proteinů. Přehled mechanismu aktivace proteinů FNR-typu a jejich funkce při genové expresi anaerobních genů (FNR family of regulatory proteins. Survey of activation mechanism of FNR-like proteins and their function in expression of anaerobic genes). In 22. Kongres Československej spoločnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou. ZDRAVIE A MIKROORGANIZMY. Košice, SR: Univerzita veterinárskeho lekárstva, Košice, 2001, p. 65.

Basic information

• Original name: FNR rodina regulačních proteinů. Přehled mechanismu aktivace proteinů FNR-typu a jejich funkce při genové expresi anaerobních genů
• Name (in English): FNR family of regulatory proteins. Survey of activation mechanism of FNR-like proteins and their function in expression of anaerobic genes
• Authors: MAZOCH, Jiří (203 Czech Republic) and Igor KUČERA (203 Czech Republic).
• Edition: Košice, SR, 22. Kongres Československej spoločnosti mikrobiologickej s medzinárodnou účasťou. ZDRAVIE A MIKROORGANIZMY, p. 65-65, 2001.
• Publisher: Univerzita veterinárskeho lekárstva, Košice

Other information

• Original language: Czech
• Type of outcome: Proceedings paper
• Field of Study: 10600 1.6 Biological sciences
• Country of publisher: Slovakia
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/01:00005589
• Organization unit: Faculty of Science
• Keywords in English: FNR protein; Escherichia coli; regulation; gene expression
• Tags: Escherichia coli, FNR protein, GENE EXPRESSION, regulation

Abstract

Fakultativně anaerobní bakterie jsou svým genovým vybavením a metabolismem přizpůsobeny i dosti dramatickým změnám životních podmínek. Tyto bakterie disponují regulátory, které indukují expresi proteinů zodpovědných za metabolismus v nově vzniklých růstových podmínkách, zatímco tvorba proteinů produkovaných v podmínkách výchozích je částečně nebo úplně potlačena. Za tuto regulaci odpovídá u většiny fakultativně anaerobních bakterií několik regulačních systémů, u Escherichia coli jsou to např. dvousložkový systém ArcB/ArcA a jednosložkový systém FNR. Na regulaci každým z těchto dvou regulátorových systémů jsou závislé různé sady genů či operonů, v některých případech se ArcA protein a FNR protein podílejí na regulaci téhož genu či operonu. FNR protein je u E. coli hlavním regulátorem při přechodu z aerobních podmínek do anaerobních, jemuž je i ArcB/ArcA systém podřízen. Nejlépe prostudovaný zástupce FNR rodiny regulátorů- FNR protein E. coli je produkován konstitutivně, v anaerobních podmínkách je aktivován. Na jeho inaktivaci se přímo podílí molekulární kyslík, který rozbíjí 4Fe4S klastr nezbytný pro stabilizaci aktivní formy FNR. FNR modulon E. coli zahrnuje něco kolem sta regulovaných genů. Aktivní FNR indukuje expresi např. nitrátreduktasy, fumarátreduktasy, enzymů Krebsova cyklu. Reprimovány jsou např. geny pro chinol oxidasu bd-typu i bo-typu, gen pro membránový sensor pro dusičnan narX a fnr- gen kódující samotný FNR protein. U řady dalších bakterií jako např. Pseudomonas aeruginosa nebo Paracoccus denitrificans aj. byl však navržen jiný mechanismus inaktivace proteinů FNR-typu reagujících na změny tenze kyslíku v prostředí. Tento model aktivace proteinů FNR-typu je založen na redoxních vlivech intracelulárních komponent nebo respiračního řetězce.

Abstract (in English)

Facultatively anaerobic bacteria are able to adapt to many different growth conditions. Their capability to change their metabolism optimally is often ensured by FNR-like proteins. The FNR protein of Escherichia coli functions as the main regulator during the aerobic-to-anaerobic switch. Low oxygen tensions activate this protein which is expressed constitutively and is inactive under aerobic conditions. The active form is dimeric and contains a [4Fe-4S]2+ cluster. The direct dissociation of the cluster to the [2Fe-2S]2+ cluster by the effect of oxygen leads to destabilization of the FNR dimer and to loss of its activity. The active FNR induces the expression of many anaerobic genes; the set comprises over 100 of controlled genes. Many other bacteria contain one or more FNR analogues. For some bacteria, e.g. Paracoccus denitrificans, another mechanism of FNR-analogue inactivation was proposed that is based on redox effects of unknown intracellular components or of some parts of respiratory chain.

Links

• GA203/01/1589, research and development project: Name: Mechanizmy regulace respiračních systémů denitrifikačních bakterií faktory prostředí

Investor: Czech Science Foundation, Mechanisms involved in regulation of respiratory systems in denitrification bacteria by environmental factors