Elucidation of significance and regulatory mechanism of glucose-mediated protein Arg-phosphorylation of glucose-metabolizing enzymes

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グルコース存在下でのahrC破壊株とmntR破壊株について、野生株を対照とした比較RNA-seq解析をN=4で実施した。その結果、ahrC株について、FDR, <0.05, log2[FC], 1の条件で、従来知られていたarg-boxを持つ8転写単位に加えて1176遺伝子を検出した。同じ条件でmntR株について、既知のマンガン輸送遺伝子7に加えて、1316遺伝子を検出した。予想していなかったが、ahrC制御候補遺伝子とmntR制御候補遺伝子は互いに3割程度重複していた。RNA-seq解析では往往にして偽陽性を標的遺伝子として検出してしまうことが知られているので、ahrC制御候補オペロンのプロモーターを15、mntR制御候補オペロンのプロモーターを19選び、両転写因子による制御を各プロモーターのlacZ fusionを作成・使用してグルコース存在下で検証したところ、全てについてその制御を確認した。なお14プロモーターについては、ahrC,　mntR両方で制御されていた。ahrCについては、カリウムイオンとマグネシウムイオン輸送に関わる遺伝子とヒスチジンなどのアミノ酸生合成遺伝子のプロモーターが含まれていた。また、mntRについては、鉄イオン輸送に関わる遺伝子とアルギニンなどのアミノ酸生合成遺伝子のプロモーターが含まれていた。両方ともspoIIEなどの胞子形成遺伝子をも制御していた。さらに精製AhrCとMntRタンパク質を用いて、これら転写因子が直接に上記の標的プロモーターに結合するか否かをEMSAにて検討した。その結果、AhrCについては新たに5プロモーター、MntRについては新たに12プロモーターについて直接の結合を観察した。