Metal specificity of cyanobacterial nickel-responsive repressor InrS: cells maintain zinc and copper below the detection threshold for InrS.
Metal specificity of cyanobacterial nickel-responsive repressor InrS: cells maintain zinc and copper below the detection threshold for InrS.
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DOI：
10.1111/mmi.12594
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发表时间：
2014-05
影响因子：
3.6
通讯作者：
Robinson NJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Foster AW;Pernil R;Patterson CJ;Robinson NJ
InrS是一种响应Ni（II）的、CsoR/ rcnr样的、nrsD基因的dna结合转录抑制因子，但InrS的Ni（II）协调范围与Ni(II)-RcnR不同。我们发现铜和锌（II）也与InrS紧密结合，并且在体外这些离子也破坏InrS与nrsD操作子-启动子的结合。48小时后，当Zn（II）传感器ZiaR响应时，InrS在体内对Zn(II)（或铜）没有响应，但InrS对这两种金属都有瞬时响应（1小时）。InrS只保留CsoR （InrS中的Glu98）的一个（两个）第二配位壳残基。InrS的变构机制与Cu(I)-CsoR不同，推导出的第二壳残基守恒比金属配体更能预测金属特异性。InrS的变弹性机制在体外比CsoR具有更大的混杂性。决定体内金属选择性的因素是，相对于其他金属传感器，KNi（II）和ΔGCNi(II)-InrS·DNA足够高，使得InrS能够检测到Ni(II)，而铜的等效参数可能不足以在S ynechocystis （48 h）中检测到铜。InrS KZn(II) （5.6 × 10−13 M）与ZiaR（和Zur）的感觉位点相当，但ΔGCZn(II)-InrS·DNA小于ΔGCZn(II)-ZiaR·DNA，这意味着相对于其他传感器，ΔGCZn(II)-Sensor·DNA而不是KZn（II）决定了Zn（II）的最终检测阈值。
InrS is a Ni(II)-responsive, CsoR/RcnR-like, DNA-binding transcriptional repressor of the nrsD gene, but the Ni(II) co-ordination sphere of InrS is unlike Ni(II)-RcnR. We show that copper and Zn(II) also bind tightly to InrS and in vitro these ions also impair InrS binding to the nrsD operator-promoter. InrS does not respond to Zn(II) (or copper) in vivo after 48 h, when Zn(II) sensor ZiaR responds, but InrS transiently responds (1 h) to both metals. InrS conserves only one (of two) second co-ordination shell residues of CsoR (Glu98 in InrS). The allosteric mechanism of InrS is distinct from Cu(I)-CsoR and conservation of deduced second shell residues better predicts metal specificity than do the metal ligands. The allosteric mechanism of InrS permits greater promiscuity in vitro than CsoR. The factors dictating metal-selectivity in vivo are that KNi(II) and ΔGCNi(II)-InrS·DNA are sufficiently high, relative to other metal sensors, for InrS to detect Ni(II), while the equivalent parameters for copper may be insufficient for copper-sensing in S ynechocystis (at 48 h). InrS KZn(II) (5.6 × 10−13 M) is comparable to the sensory sites of ZiaR (and Zur), but ΔGCZn(II)-InrS·DNA is less than ΔGCZn(II)-ZiaR·DNA implying that relative to other sensors, ΔGCZn(II)-Sensor·DNA rather than KZn(II) determines the final detection threshold for Zn(II).
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