大腸菌におけるグルコース応答の分子機構

1)過去2年間の研究で、グルコースがCRPレベルを減少させること、このことがcAMPレベルの減少と並んでグルコース抑制の重要な要因であることを発見した。また、グルコースによるCRPの発現低下は、crp遺伝子の自己制御ループを介して引き起こされるというモデルを提唱した。グルコース抑制におけるCRPレベルの変動の役割をより明確に検討するために、cAMPに依存しないCRP産生変異(crp^*)とアデニレートシクラーゼ遺伝子(cya)欠損異変を組み合わせた2重変異株の解析を行なった。この株においてはグルコースによるCRP^*レベル低下とラクトースオペロンの発現低下との間に正の相関があることを明かにした。また、グルコースの効果はcrpプロモーターに依存していることを示し、先に提唱したモデルの正しさを確認した。2)CRPによるcAMPレベルの制御機構を解明するため、すでに発見しているCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制機構の寄与をcyaプロモーターの変異体を構築、解析することにより評価した。cyaプロモーターを構成的なプロモーターに置き換えるとCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制は消失し、CRP欠損株におけるcAMPレベルの増大は約20倍となった。また、アデニレートシクラーゼのC末48アミノ酸を欠失するとCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制は変化しないが、CRP欠損株におけるcAMPレベルの増大は約5倍となった。さらに、プロモーター置換とC末の欠失を同時に行なうとCRP欠損株におけるcAMPの過剰生産は完全に消失した。この結果、CRPによるcAMPレベルの制御は、転写段階で約5倍、活性段階で約20倍の抑制であること、活性段階の制御にはアデニレートシクラーゼのC末が関与していることが明かになった。

1)過去2年間の研究で、グルコースがCRPレベルを減少させること、このことがcAMPレベルの減少と並んでグルコース抑制の重要な要因であることを発見した。また、グルコースによるCRPの発現低下は、crp遺伝子の自己制御ループを介して引き起こされるというモデルを提唱した。グルコース抑制におけるCRPレベルの変動の役割をより明確に検討するために、cAMPに依存しないCRP産生変異(crp^*)とアデニレートシクラーゼ遺伝子(cya)欠損異変を組み合わせた2重変異株の解析を行なった。この株においてはグルコースによるCRP^*レベル低下とラクトースオペロンの発現低下との間に正の相関があることを明かにした。また、グルコースの効果はcrpプロモーターに依存していることを示し、先に提唱したモデルの正しさを確認した。2)CRPによるcAMPレベルの制御機構を解明するため、すでに発見しているCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制機構の寄与をcyaプロモーターの変異体を構築、解析することにより評価した。cyaプロモーターを構成的なプロモーターに置き換えるとCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制は消失し、CRP欠損株におけるcAMPレベルの増大は約20倍となった。また、アデニレートシクラーゼのC末48アミノ酸を欠失するとCRP-cAMPによるcya遺伝子の転写抑制は変化しないが、CRP欠損株におけるcAMPレベルの増大は約5倍となった。さらに、プロモーター置換とC末の欠失を同時に行なうとCRP欠損株におけるcAMPの過剰生産は完全に消失した。この結果、CRPによるcAMPレベルの制御は、転写段階で約5倍、活性段階で約20倍の抑制であること、活性段階の制御にはアデニレートシクラーゼのC末が関与していることが明かになった。