Non-canonical CRP sites control competence regulons in Escherichia coli and many other gamma-proteobacteria.
Non-canonical CRP sites control competence regulons in Escherichia coli and many other gamma-proteobacteria.
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非经典 CRP 位点控制大肠杆菌和许多其他 γ-变形菌中的能力调节子。
DOI：
10.1093/nar/gkl734
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发表时间：
2006
影响因子：
14.9
通讯作者：
Redfield, Rosemary J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cameron, Andrew D. S.;Redfield, Rosemary J.
大肠杆菌的cAMP受体蛋白(CRP)是典型的细菌转录因子，通过将22个碱基的对称位点与TGTGA的共同核心半位点结合来调节100多个启动子。然而，流感嗜血杆菌有两种类型的CRP位点，一种类似于大肠杆菌的，另一种具有核心序列TGCGA，它调节DNA摄取所需的基因(自然能力)。只有后一种‘C反应蛋白-S’位点同时需要C反应蛋白和辅调节因子SXY才能激活。据我们所知，TGTGA和TGCGA基序是一个转录因子具有两个不同结合位点基序的第一个例子。在这里，我们证明了C反应蛋白-S启动子广泛存在于γ蛋白细菌中，并在大肠杆菌中证明了它们对Sxy的依赖性。大多数流感嗜血杆菌C反应蛋白-S调控基因的同源基因普遍存在于五个研究最深入的γ-变形杆菌家族中，它们是肠杆菌科、巴氏杆菌科、假单胞菌科、弧菌科和黄单胞菌科。系统发育足迹法在肠杆菌科、巴氏杆菌科和弧菌科同源基因的启动子区域发现了C反应蛋白-S位点，在流感嗜血杆菌中已知的Sxy非依赖基因的同源基因中发现了典型的C反应蛋白位点。带移实验证实，E.ColiCRP-S序列是C反应蛋白的低亲和力结合部位，其基因诱导需要C反应蛋白、cAMP(C反应蛋白的变构效应)和SXY。这项工作不仅表明γ-变形杆菌具有共同的摄取机制，而且在研究得最好的三个家族中，它们的能力调控既具有CRP-S特异性，又具有SXY依赖性。
Escherichia coli's cAMP receptor protein (CRP), the archetypal bacterial transcription factor, regulates over a hundred promoters by binding 22 bp symmetrical sites with the consensus core half-site TGTGA. However, Haemophilus influenzae has two types of CRP sites, one like E.coli's and one with the core sequence TGCGA that regulates genes required for DNA uptake (natural competence). Only the latter ‘CRP-S’ sites require both CRP and the coregulator Sxy for activation. To our knowledge, the TGTGA and TGCGA motifs are the first example of one transcription factor having two distinct binding-site motifs. Here we show that CRP-S promoters are widespread in the γ-proteobacteria and demonstrate their Sxy-dependence in E.coli. Orthologs of most H.influenzae CRP-S-regulated genes are ubiquitous in the five best-studied γ-proteobacteria families, Enterobacteriaceae, Pasteurellaceae, Pseudomonadaceae, Vibrionaceae and Xanthomonadaceae. Phylogenetic footprinting identified CRP-S sites in the promoter regions of the Enterobacteriaceae, Pasteurellaceae and Vibrionaceae orthologs, and canonical CRP sites in orthologs of genes known to be Sxy-independent in H.influenzae. Bandshift experiments confirmed that E.coli CRP-S sequences are low affinity binding sites for CRP, and mRNA analysis showed that they require CRP, cAMP (CRP's allosteric effector) and Sxy for gene induction. This work suggests not only that the γ-proteobacteria share a common DNA uptake mechanism, but also that, in the three best studied families, their competence regulons share both CRP-S specificity and Sxy dependence.
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