اند(هرناندز و همکاران،2008). اين مشاهدات، اين فرضيه که ژن هاي کدگذاري فروکتوزيل ترانسفراز با استفاده از کپي شدن ژن و انتقال افقي ژن، دگرگون مي شوند را پشتيباني مي کند(هرناندز و همکاران،پ2008). سه گروه بزرگتر از فروکتوزيل ترانسفرازتوسط، باکتري گرم-منفي(گروه هاي A تا D)، باکتري گرم-مثبت(گروه هاي E و F) و قارچ ها(گروه G) (هرناندز و همکاران،2008). درميان فروکتوزيل ترانسفراز باکتريايي که به خانواده ي GH68 تعلق دارند، بخش هاي دامنه ي کاتاليزوري، حفظ شده اند(جدول 2) در حالي که فروکتوزيل ترانسفراز هاي قارچي که به خانواده ي GH32 تعلق دارند وشامل سوکراز و فروکتوزيل ترانسفراز مي شوند، تنها بخش نشانه اي را براي فروکتوزيل ترانسفراز به اشتراک مي گذارند.اين بدان معنا است که، منشايي منوفيليک وجود دارد(هرناندز و همکاران،2008).

شکل 1-2 توزيع آنزيم فروکتوزيل ترانسفراز در 7 گروه از نظر فيلوژنتيک(هرناندز و همکاران،2008)

1-8 سازمان دهي ژني فروکتوزيل ترانسفراز هاي ميکروبي
ژن هاي لوان سوکراز در باکتري هاي زايموموناس.موبيليس و گلوکونوباکتر.ديازوتروفيکوس و باسيلوس.سابتيليس، دراپرون هاي فرضي وابسته ، در گرو ه هايي با ساير ژن ها يا اپرون ها، سازماندهي شده اند(شکل3) (هرناندز و همکاران،2008). ژن کدگذاري لوان سوکراز در زايموموناس.موبيليس B4286، levU(sacB)، يک اپرون با جايگاه کروموزوم با يک ژن کدگذاري سوکراز invB(sacC)، تشکيل ميدهد(هرناندز و همکاران 2008). سوکرز، بيان اپرون را به عنوان بيسيسترونيکmRNA القا مي کند(سونگ و همکاران،1999)59. منطقه ي پروموتري کاتاليزور در 5’ژن levU(sacB) قرار گرفته است که توسط يک ساختار ساقه-حلقه اي، دنبال مي شود که يک خاتمه رونويسي را شبيه سازي مي کند(هرناندز و همکاران،2008). در نتيجه، حدس زده مي شود که، بيان invB(sacC) توسط يک مکانيزم ضد خاتمه، کنترل مي شود(هرناندز و همکاران،2008). در منطقه اي که 5′ اپرون invB -levU قرار گرفته است، اپرون glk قرار دارد که چهار آنزيمِ مسير گليکوليزي را کدگذاري مي کند(هرناندز و همکاران 2008).دو چهارچوب خواندن باز(ORF)،در ميان هردو اپرون قرار گرفته اند(هرناندز و همکاران،2008). ORF3، يک پروتئين مشابه با خانواده ي Lpr از پروتئين هاي تنظيم کننده را کدگذاري مي کند که موتيف هاي اتصال DNAحلزوني-چرخش-حلزوني را به اشتراک مي گذارند که بيوسنتز و کاهش آمينواسيد را کنترل مي کند(هرناندز و همکاران،2008).ORF4، پروتئيني را کدگذاري مي کند که با ريسميز(ملح) آسپارتات60 از آراکاگلوبوس فلوگيدوس61، هم ساخت است (سونگ و همکاران،1999). لوان سوکراز و سوکراز از موبيليس، به ترتيب با 30% و 70%، به فعاليت هيروليزي سوکرز خارج سلولي، کمک مي کنند(هرناندز و همکاران،2008).موتانت هاي levU همچنان قادر به رشد در سوکرز به عنوان تنها منبع کربن، هستند اما آنها نمي توانند لوان را و سطوح بالاي اتانول را ذخيره کنند(کانان و همکاران،1995)62. اين نشان مي دهد که، محصولات هيدروليز سوکرز، در غياب فعاليت بيوسنتز لوان، به کاتابوليسم تخميري منحرف مي شوند(هرناندز و همکاران، 2008). در مقابل، موتانت هاي invB، سه برابر لوان بيشتر از نوع وحشي ذخيره مي کنند و توليد اتانول، کاهش مي يابد( سنتيل کومار و همکاران،2004)63.
ژني که لوان سوکراز ديازوتروفيکوس SRT4 را کدگذاري مي کند، به عنوان بخشي از اپرون فرضي، در کروموزوم قرار گرفته است، به همراه ژني که يک لواناز خارجي64 را کدگذاري مي کند، يک آنزيم هيدرولز-لوان. پايانه ي 3′ از ژن lsdA شامل يک ساختار ساقه حلقه اي است که خاتمه را شبيه سازي مي کند که احتمالا بيان ژن lsdB را کنترل مي کند(هرناندز و همکاران،2008). گزارش شده است که، بيان ژن lsdA، سازنده است، درحالي که منطقه بدون کد 5′ شامل توالي همزمان رسمي براي تشديدکننده هاي عمل کاتاليزور پروکاريوت نمي باشد( هرناندز و همکاران ،2000)65.مشخص نيست که تحت چه شرايطي lsdB بيان و رونويسي شده است و اينکه آيا اصلا قابل رونويسي مي باشد(هرناندز و همکاران،2000). در نزديکي پايانه ي 3′ از lsdB، گروهي از ژن ها وجود دارد که اجزاي سيستم ترشح نوع 2 را کدگذاري مي کند و احتمالا يک اپرون تشکيل مي دهد( آريتا و همکاران 2004). سيستم هاي ترشح نوع دو، در ترشح توکسين و آنزيم خارج سلولي در باکتري گرم-منفي، نقش دارند(ام.ال. ولازگوئز-هرناندز و همکاران،2008). نقش سيستم ترشح نوع 2 در ترشح لوان سوکراز در ديازوتروفيکوس، توسط اختلال ژن lsdG,lsdO و lsdF، نشان داده شده است که، ذخيره خارج سلولي لوان را کاهش مي دهد و فعاليت درون سلولي لوان سوکراز توسط عامل 4، افزايش مي دهد(آريتا و همکاران،2004)66. اين همکاريِ lsdA-lsdB و اپرون هاي فرضي سيستم ترشح نوع 2، در يک مکان و ارتباط آنها با ترشح لوان سوکراز، نشان مي دهد که، آنها بخشي از ناحيه ژنومي هستند که با متابوليزم لوان، ارتباط دارند(هرناندز و همکاران،2008).
ژني که لوان سوکراز باسيلوس. سابتيليس QB112 را کدگذاري مي کند، به عنوان يک بخش يا يک اپرون تريسيسترونيک، در کروموزوم واقع شده است(پريرا و همکاران،2001)67. همانند مثالهاي قبلي، يک ساختار با ساقه ي حلقه اي وجود دارد که يک خاتمه رونويسي را شبيه سازي مي کند(هرناندز و همکاران، 2008). ساختارهاي يکساني در پايانه هاي 3′ از yveB و yveA وجود دارند(شکل 3c) (هرناندز و همکاران،2008). yveB يک اندولواناز را کدگذاري مي کند که لوانيوبيوز از لوان را توليد مي کند(هرناندز و همکاران 2008). مشخصا، لوانيوبيوز توسط باسيلوس. سابتيليس، سوخت و ساز نمي شود، در نتيجه، نشان مي دهد که به عنوان يک مولکول منفرد مورد استفاده قرار مي گيرد(داگوئر و همکاران 2004)68. yveA براي يک پروتئين غشايي فرضي با کارکرد نامشخص، کدگذاري مي کند(داگوئر و همکاران،2004).
سودوموناس .فاسئوليکولا PG4180 شامل سه ژن مي باشد که لوان سوکرازهاي lscA,lscB و lscC را کدگذاري مي کنند(شکل 3d) (هرناندز و همکاران،2008). lscA در کروموزوم واقع شده است و به نظر بدون کارکرد مي باشد(هرناندز و همکاران،2008). lscB از پلاسميد P4180D ترشح مي شود و يک لوان سوکراز که در محيط کشت ترشح شده است را کدگذاري مي کند(هرناندز و همکاران، 2008). lscc نيز در کروموزوم يافت مي شود و يک لوان سوکراز پري پلاسميک را کدگذاري مي کند(هرناندز و همکاران،2008). اين سه ژن داراي شباهت 95% و هويت 86% هستند. اين نويسندگان، همچنين، جورزيما(ايزوزيم) چندگانه اي را در چندين پاتووار از سيرينگا، پيدا کرده اند( لي و الريچ، 2001).احتمال مي رود که ژن هاي آللي در رشته ي PG4180، همانند جورزيماها در پاتووارهاي مختلف، توسط رخدادهاي تکرار مجدد توليد شده اند تا ژن هاي غيرمنطقي(پارالوگ) را توليد کنند(ساوادا و همکاران،2002)69. تحليل ساختاري انباشت لوان ها، همانند رفتار فيزيولوژيکي و پاتولوژي موتانت ها در سيرينگا، به شناخت نقش اکولوژيک هر ژن توليد شده کمک خواهد کرد(هرناندز و همکاران،2008). .لاکتوباسيلوس رئوتري 121، شامل ژن هايي است که لوان سوکراز و اينولين را کدگذاري ميکنند(شکل 3e) (هرناندز و همکاران،2008). در پايانه ي 5′ از ژن لوان سوکراز، يک ORF2 وجود دارد که براي پروتئين بسيار شبيه به پروتئين فرضي NMA1791 از نيسريا مننژيتيس70، کدگذاري مي کند(هرناندز و همکاران،2008). در پايانه ي 3′ از لوان سوکراز، يک ORF3 وجود دارد که 59آمينواسيد را با ترانسپوزاس از لاکتوباسيلوس کاسئي71 به اشتراک مي گذارد که کمي با عامل Rho از نيسريا گونوره، و دامنه ي کاتاليزوري اينتگراز از HIV-1، شباهت دارد(هرناندز و همکاران،2008). در ناحيه ي 5′ از اينولوسوکراز، يک ORF1 وجود دارد که يک پروتئين شبيه به فسفواستراز از کلستريديوم.آستوبوتيلوکوم را کدگذاري مي کند(ون هيجوم و همکاران،2002).
اين ژن که فروکتوزيل ترانسفراز (fif) موتان را کدگذاري مي کند، درکروموزوم واقع شده است و توسط چندين ORF با کارکرد ناشناخته محصور گرديده است(شکل 3f) (هرناندز و همکاران 2008). در ناحيه ي 3′ از (fif)، يک ساختار باساقه ي حلقه اي وجود دارد که مي تواند به عنوان يک خاتمه رونويسي براي fif يا ORF3 عمل کند(هرناندز و همکاران،2008). ORF2 و ORF3 شامل موتيف هاي اتصال DNA هستند و توالي نسبي ORF4 شبيه GLFB از رده GS-5، يک پروتئين خارج سلولي را کدگذاري مي کند(شيروزا و کوراميتسو،1988)72.

شکل 1-3 ساختار ژن هاي لوان سوکراز در باکتري هاي a زايموموناس. موبيليس b گلوکونوباکتر.ديازوتروفيکوس d سودوموناس.فاسيئوکولا e لاکتوباسيلوس.رئوتري f استرپتوکوکوس.موتانس(هرناندز و همکاران،2008)

1-9 بيان ژن فروکتوزيل ترانسفرازميکروبي
کنترل بيان ژن فروکتوزيل ترانسفراز، تنها در چهار باکتري به صورت گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، اروينيا.آميلوورا، استرپتوکوکوس.موتان، باسيلوس. سابتيليس و راهنلا.آکوآتيليس(هرناندز و همکاران،2008). در اروينيا.آميلوورا،باسيلوس.سابتيليس و استرپتوکوکوس.موتان، بيان ژن لوان سوکراز تحت کنترل سيستمهاي دوجزئي يا تنظيم گري حسي مشابه، مي باشد(هرناندز و همکاران،2008). سيستم هاي دو جزئي، مکانيزم هاي رايجي هستند که بيان ژن در باکتري را کنترل مي کنند و از يک پروتئين حسي فراغشايي با فعاليت پروتئين کيناز و يک پروتئين تنظيم کننده ي پاسخ، تشکيل شده اند(هرناندز و همکاران،2008).پروتيئن حسگر به يک مولکول منفرد متصل مي شود که فسفوريلاسيون پروتئين تنظيم کننده ي پاسخ را ارتقاء مي دهد و رونوشت يا ساير پاسخ هاي سلولي را ممکن مي سازد(هرناندز و همکاران،2008). پروتئين هاي فعال کننده ي حسگر مرتبط با بيان ژن فروکتوزيل ترانسفراز ميکروبي از قرار روبرو مي باشند: RcsC-RcsB در اروينيا.آميلوورا، CovS-CovR در استرپتوکوکوس.موتان، و SacX-SacY و DegS-DegU در باسيلوس.سابتيليس(شکل 4) (هرناندز و همکاران،2008).
اگرچه RcsC-RcsB ذاتا به عنوان يک سيستم دوجزئي شناخته شده است، اين پروتئين ها به عنوان اعضاي يک مسير سيگنالدهي فسفريله در نظر گرفته مي شوند که در بيوسنتز کپسولي، تشکيل بيوفيلم و ويرولانس در چندين باکتري گرم-منفي درگير هستند(ماجدالاني و گوتسمن،2006)73. هنوز مشخص نيست که دقيقا چه چيز توسط پروتئين حسگر RcsB در اروينيا.آميلوورا، حس مي شود. RcsB فسفريله شده، بيان ژن هاي درگير در سنتز اروينيا.آميلوورا را فعال مي کند اما بيان lsc را سرکوب مي کند(برسويل و گيدر،1997)74. در اروينيا.آميلوورا، دو تنظيم کننده ي رونوشتي ديگر توصيف شده اند که براي کنترل بيان ژن لوان سوکراز، کاربرد دارند.RlsA يک فعال کنندهي رونوشتي است که مشابه خانواده ي LysR مي باشد و شامل دامنه ي اتصال DNA حلزوني در N ترمينال مي باشد(ژانگ و گيدر،1999)75.RlsB يک فعال کننده ي رونويسي شبيه به LsrS در راهنلا.آکوآتيليس و دو غشا شامل فعال کننده ي رونوشتي زينک مي باشد که بيان ژن هاي تاخيري را کنترل مي کند(دو و گيدر،2002)76.
CovS-CovR که سيستمي دوجزئي مي باشد، بيان ژن توکسين در استرپتوکوک گروه A و B را تنظيم مي کند و به عنوان يک مکانيزم کنترل مثبت از بيان fif در گروه هاي موتانِ NG8 و UA159، شناخته مي شود(جورج وارد،2007)77. نقش CovR، توسط اختلال ژن متناظر در گونه NH8 تاييد شده است. جهش، انباشت را افزايش مي دهد(لي و همکاران،2004)78. در گونه UA159، اختلال vicR کشنده مي باشد در حالي که موتانت هاي خالي vicK، باعث کاهش بيان ژن هايي مي شوند که فروکتوزيل ترانسفراز ، ترانسفرازگليکوزيل و پروتئين اتصال گوکان را کدگذاري مي کنند(سنادهرا و همکاران،2005)79.
در باسيلوس.سابتيليس، SacX يک پرميز

متن کامل در سایت sabzfile.com

دیدگاهتان را بنویسید