Zeitschrift für mikrobielle und biochemische Technologie

Abstrakt

Metabolische Kontrolle des TCA-Zyklus durch den Transkriptionsregulator YdcI in Escherichia coli

Yousuke Nishio, Tomoko Suzuki, Kazuhiko Matsui und Yoshihiro Usuda

Das Verständnis der Regulierung und Kontrolle der Expression von Genen, die Stoffwechselenzyme kodieren, ist für die Produktion mit Mikroben von entscheidender Bedeutung. Um die technischen Schwierigkeiten bei der Identifizierung regulatorischer Netzwerksysteme zu überwinden, haben wir ein Verfahren zur DNA-Motivfindung entwickelt, das Transkriptom- und Genomsequenzdaten kombiniert. Hier verwendeten wir das Zweikomponentensystem ArcAB von Escherichia coli, das Gene steuert, die am TCA-Zyklus und Energiestoffwechsel beteiligt sind, als Modell zur Identifizierung von DNA-Motiven, die an der Regulierung der Genexpression beteiligt sind. DNA-Array-Daten wurden verwendet, um hochregulierte Gene aus ΔarcA- und ΔarcB-Stämmen von E. coli zu extrahieren, und die Upstream-Sequenzen wurden einer DNA-Motivfindung unterzogen. Sequenzähnlichkeit und konservierte Reste identifizierten das bekannte ArcA-Bindungsmotiv und einen neuen DNA-Motivkandidaten, der mutmaßlich mit YdcI verwandt ist, einem mutmaßlichen Transkriptionsregulator vom LysR-Typ. Ein hypothetisches YdcI-Bindungsmotiv wurde oberhalb des gltA-Gens gefunden, was nahelegt, dass YdcI den Kohlenstofffluss in den TCA-Zyklus steuern könnte. Um dies zu verifizieren, wurden die Produktion von L-Glutaminsäure und die Citratsynthaseaktivität im ydcI-genamplifizierten Stamm untersucht. Unsere Ergebnisse legten nahe, dass YdcI ein Transkriptionsfaktor ist, der die Expression von gltA und anderen Genen reguliert und den Kohlenstofffluss in den TCA-Zyklus steuert.