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:
Царство растений. Голосеменные
Голосеменные –
растения, которые образуют семена, но не формируют цветков и плодов. Семена лежат открыто и лишь иногда покрыты чешуями. Произошли от первичных папоротников, включают около 700 видов деревьев и кустарников.
Наибольшее рас ...
Семейные группы.
Образование семейных групп рассматривается как следствие описанного выше репродуктивного поведения у большинства птиц и млекопитающих, а также у некоторых видов рыб и членистоногих. Эти группы состоят из родителей (или одного из них) и ...
Формирование памяти и осуществление обучения
Эта функция связана с основным кругом Пейпеца. При однократном обучении большую роль играем миндалина благодаря ее свойству индуцировать сильные отрицательные эмоции, способствуя быстрому и прочному формированию временной связи. Среди стр ...