Как и другие бактерии, Bacillus subtilis обладает семейством гомологов небольших кислых белков, синтез которых индуцируется в ответ на холодовой шок. Делеция генов cspC или cspD не приводит к видимому изменению фенотипа; напротив, двойные мутанты по генам csp проявили серьезное снижение скорости клеточного роста как при 150C, так и при 370C и ухудшение выживаемости во время стационарно фазы роста. С помощью двумерного гель-электрофореза показано, что у двойных мутантов по генам csp разрегулирован синтез белка и потеря одного или двух белков CSP приводит к увеличению синтеза остаточных CSP при 370 C и после холодового шока, что позволяет предположить, что CSP ингибируют синтез других членов этого семе ства белков. Тройной мутант cspB/C/D мог размножаться только в присутствии CSPB, перенесенного плазмидой, что свидетельствует о том, что хотя бы минимальное количество гена csp необходимо для жизнеспособности B. Subtilis. После холодового шока синтез CSPB в 64bcdbt был намного ниже, чем в клетках дикого типа, что сопровождалось прекращением роста и значительным уменьшением общего синтеза белка. Поскольку как CSPB, CSPC, так и CSPD показали способность связывать РНК кооперативным и интерактивным способом, предполагается, что белки CSP действуют как РНК-шапероны, облегчающие инициирование трансляции при оптимальных и низких температурах.
При изучении характеристик CSPB было установлено, что CspB из Bacillus subtilis конформационно стабилен лишь в двух граничных состояниях, но чрезвыча но быстро меняет свою укладку между этими стабильными состояниями. Изучение соответствующих белков холодового шока из термофильно Bacillus caldolyticus и гипертермофильно Thermotoga maritima показало, что они обладают значительно более высоко конформационной стабильностью, но с неизменно очень быстро кинетико переходов между двумя стабильными состояниями. По-видимому, это неотъемлемое свойство небольших белков, полностью состоящих из изгибов.
В белке холодового шока CSPB из Bacillus subtilis имеются три незащищенных остатка фенилаланина, которые необходимы для его функционирования при связывании с одноцепочечными суперскрученными нуклеиновыми кислотами. Обычно гидрофобные боковые цепи фенилаланина в складчатых белках спрятаны. Авторами была предпринята попытка выяснить, может ли экспозиция этих остатков фенилаланина быть причиной низкой конформационной стабильности CSPB. В ходе экспериментов были измерены индуцированные мочевиной и индуцированные нагревом равновесные переходы для трех мутантов CspB, у которых Phe 15, Phe 17 и Phe 27 индивидуально были заменены аланином. Неожиданно было обнаружено, что все три мутации сильно дестабилизировали CspB. Таким образом, ароматические боковые цепи Phe 15, Phe 17 и Phe 27 в активном сайте важны и для связывания с нуклеиновыми кислотами, и для конформационной стабильности.
В целом, согласно современным представлениям, бактериальные белки холодового шока функционируют как регуляторы трансляции и РНК-шапероны. Во время роста при 370С CSP связываются с мРНК и поддерживают ее в лине но форме. Во время трансляции рибосомы вытесняют CSP с мРНК, поскольку CSP обладают более низким сродством к мРНК. Во время холодового шока происходит резкое увеличение содержания CSP, поскольку это необходимо для уравновешивания возрастания стабильности вторично структуры мРНК.
Искусственное снижение концентрации CSP приводит к образованию вторично структуры мРНК и прекращению процесса трансляции.
Прочие статьи:
Неодокучаевская концепция элементарных почвообразовательных процессов
Элементарные почвообразовательный процессы (ЭПП) были выделены и обоснованы С. А. Захаровым, С. С. Неуструевым, Б. Б. Полыновым практически одновременно в 1930 г. на основе докучаевского учения о типах почвообразования. С. С. Неуструев пи ...
Характеристика возбудителя. Морфологические свойства
Прочно заняв со временем новое экологическое место, бацилла стала самостоятельным паразитическим видом, сохранившим много сходных черт со своими предками сапрофитами (Колонин, 1970). Bac. anthracis — сравнительно крупная палочка (от 1 — 1 ...
История изучения паразитарных инвазий рыб
Паразитология как наука в России долгое время не существовала, но уже к концу ХIX в. появляются крупные специалисты-паразитологи, изучающие определенные группы паразитов (простейших, гельминтов, членистоногих). Создаются школы паразитолог ...