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P BAD （系統的にはaraBp）は細菌に見られるプロモーターであり、特に実験室研究で使用されるプラスミドの一部として見られる。プロモーターはアラビノースオペロンの一部であり、その名前は転写を制御する遺伝子araB、araA、およびaraDに由来する。[1] [2]大腸菌では、 P BADプロモーターは P Cプロモーター（系統的にはaraCp）に隣接しており、これはaraC遺伝子を反対方向に転写する。araC はAraCタンパク質をコードし、これは P BADプロモーターと P Cプロモーターの両方の活性を制御する。[3] [4] [5]サイクリックAMP受容体タンパク質CAPはP BADプロモーターと P Cプロモーターの間に結合し、cAMPが結合すると両方の転写を刺激する。[6]
規制Pの悪い
P BADプロモーターでの転写開始は、高アラビノースおよび低グルコース濃度の存在下で起こる。 [7]アラビノースが AraC に結合すると、 AraC のN 末端アームが「光スイッチ」機構を介してDNA 結合ドメインから解放される。 [1] [2]これにより、AraC は二量体化し、I 1および I 2 オペレーターに結合することができる。[3]この部位の AraC-アラビノース二量体は、P BADプロモーターの活性化に寄与する。[2]さらに、CAP はI 1および I 2オペレーターの上流の2 つの CAP 結合部位に結合し、P BADプロモーターの活性化を助ける。[6]しかし、高アラビノースおよび高グルコース濃度の両方の存在下では、低 cAMP レベルが CAP による P BADプロモーターの活性化を妨げる。[7] CAPとAraCによるPBADプロモーター活性化は、 RNAポリメラーゼのαサブユニットのC末端ドメインとCAPおよびAraCタンパク質との接触を介して媒介される と考えられている。 [8]
アラビノースがない場合、またグルコース濃度に関係なく、P BADおよびP CプロモーターはAraCによって抑制されます。 [2] [7] AraCのN末端アームはそのDNA結合ドメインと相互作用し、2つのAraCタンパク質がO 2およびI 1オペレーター部位に結合できるようにします。 [1] O 2オペレーターはaraC遺伝子内にあります。AraC二量体もO 1オペレーターに結合し、負の自己調節フィードバックループを介してP Cプロモーターを抑制します。[2]結合した2つのAraCタンパク質は二量体化し、DNAのループを引き起こします。[3] [4]ループにより、通常はP BADとP Cの両方の転写を活性化するCAPとRNAポリメラーゼの結合が妨げられます。
O 2オペレーター部位と I 1オペレーター部位の間隔は重要です。O 2オペレーター部位と I 1オペレーター部位の間に5塩基対を追加または削除すると、AraC による P BADプロモーターの抑制が解除されます。[1]この間隔要件はDNAの二重らせん構造に起因しており、らせんの 1 回転には約 10.5ヌクレオチドが必要です。したがって、O 2オペレーター部位と I 1オペレーター部位の間に 5 塩基対を追加または削除すると、らせんが約 180 度回転します。これにより、DNA がループしているときにO 2オペレーターが向いている方向が反転し、O 2結合 AraC と結合 I 1 araCの二量体化が防止されます。[1] [2]
P悪い発現プラスミド上のプロモーター
P BADプロモーターは、生体内で標的遺伝子の厳密な調節と制御を可能にする。[7] 上で説明したように、P BADはアラビノースの添加と不在によって調節される。試験したところ、プロモーターはグルコースの添加によるcAMPレベルの減少でさらに抑制される可能性がある。 [7]プラスミドベクターは、選択マーカー（この場合はCm R ）、複製起点、araCおよびオペロン、多重クローニングサイト、およびP BADプロモーターを使用して構築および試験されている。研究によると、ベクターは高度に発現しており、染色体ヌル対立遺伝子と組み合わせて、必須遺伝子の機能喪失を研究するために使用できることがわかっている。[7]
参考文献
- ^ abcde Schleif R. AraCタンパク質、大腸菌におけるL-アラビノースオペロンの調節、およびAraC作用の光スイッチ機構。FEMS Microbiol Rev (2010) 1–18。
- ^ abcdef Schleif R. AraCタンパク質：愛憎関係。Bioessays 2003、25：274-282。
- ^ abc Reed WL、Schleif RF。AraCタンパク質の片麻痺変異。J. Mol. Biol. (1999) 294、417-425。
- ^ ab Lobell RB、Schleif RF。AraCタンパク質によるDNAのループ形成とアンループ。Science。1990年10月26日;250(4980):528-32。
- ^ Soisson SM、MacDougall-Shackleton B、Schleif R、Wolberger C. AraCのリガンド制御オリゴマー化の構造的基礎。Science。1997年4月18日;276(5311):421-5。
- ^ ab Dunn TM、Schleif R. Escherichia coli ara PCおよびPBADプロモーターの欠失解析。J.Mol. Biol. (1984) 180、201-204。
- ^ abcdef Guzman LM、Belin D、Carson MJ、Beckwith J. アラビノースPBADプロモーターを含むベクターによる厳密な制御、調節、および高レベル発現。J Bacteriol. 1995年7月; 177(14): 4121–4130。
- ^ Johnson CM、Schleif RF。araFGHプロモーターにおけるカタボライト活性化タンパク質とAraCのIn Vitroでの協調作用。J Bacteriol。2000年4月; 182(7)。