フィムスイッチ

大腸菌のfimスイッチは、I型ピリ線毛をコードするfim遺伝子クラスター^[¹^]の転写を制御するメカニズムである。

これらの線毛は接着に関与する病原性因子であり、特に尿路病原性大腸菌において重要である。この遺伝子は2つのリコンビナーゼを介して相変異を起こし、部位特異的逆位の典型例となる。

位相変化の構造とメカニズム

このオペロンは、プロモーター領域fim S、主要構成分子であるfim A （棒状構造を形成する遺伝子産物）、そして先端の接着因子をコードするfim Hなど、重要な要素から構成されています。fim S領域は、互いに鏡像関係にある9bpの反復配列に挟まれています。^[²^]これらの鏡像は、2つのATP依存性リコンビナーゼであるfim Bとfim Eの基質として機能します。これらのリコンビナーゼはfim S領域の方向を反転させることができ、3'から5'方向への転写は1つの方向のみで可能となります。

fim Bはプロモーター領域を「オン」から「オフ」へ、またその逆へと両方向に「反転」させるのに対し、fim Eは「オン」から「オフ」への組換えのみを促進する。fim Eの活性が高いため「オフ」を維持する方向に傾いたこの平衡は、^{[ 3 ]}接着が必要な場合にのみ線毛を発現するモードとして機能する。大腸菌における転写制御のもう1つのレベルは、pHと浸透圧に対するリコンビナーゼの感受性によって媒介され、^{[ 4 ]}動物の体内と体外の浸透圧の大きな違いを考慮して、I型線毛の適切な発現レベルをさらに保証する。I型線毛は腸内細菌科の多くの種によって発現される。転写制御は種によって大きく異なる可能性があり、^{[ 5 ]}例えばサルモネラチフス菌では、ロイシン応答性調節タンパク質の影響が大きく、 fim Sエレメントは存在しない。^{[ 5 ]}

参考文献

^ Klemm, P (1986). 「2つの調節性fim遺伝子、fimBとfimEは、大腸菌におけるタイプ1線毛の位相変異を制御する」 . The EMBO Journal . 5 (6): 1389– 1393. doi : 10.1002 / j.1460-2075.1986.tb04372.x . ISSN 0261-4189 . PMC 1166953. PMID 2874022 .
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^ Schwan, William R.; Lee, Jeffrey L.; Lenard, Farrah A.; Matthews, Brian T.; Beck, Michael T. (2002). 「浸透圧とpHの生育条件が尿路病原性大腸菌におけるfim遺伝子転写と1型ピルス発現を制御する」 .感染と免疫. 70 (3): 1391– 1402. doi : 10.1128/IAI.70.3.1391-1402.2002 . ISSN 0019-9567 . PMC 127777. PMID 11854225 .
^ ^a ^b McFarland, Kirsty A.; Lucchini, Sacha; Hinton, Jay CD; Dorman, Charles J. (2008). 「ロイシン応答性調節タンパク質Lrpは、Salmonella enterica Serovar TyphimuriumにおいてfimZ調節遺伝子を介してfimオペロンの転写を活性化する」 . Journal of Bacteriology . 190 (2): 602– 612. doi : 10.1128/JB.01388-07 . ISSN 0021-9193 . PMC 2223685. PMID 17981960 .

[1] Klemm, P (1986). 「2つの調節性fim遺伝子、fimBとfimEは、大腸菌におけるタイプ1線毛の位相変異を制御する」 . The EMBO Journal . 5 (6): 1389– 1393. doi : 10.1002 / j.1460-2075.1986.tb04372.x . ISSN 0261-4189 . PMC 1166953. PMID 2874022 .

[2] Abraham, JM; Freitag, CS; Clements, JR; Eisenstein, BI (1985). 「DNAの可逆性エレメントが大腸菌のタイプ1線毛の相変異を制御する」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 82 (17): 5724– 5727. Bibcode : 1985PNAS...82.5724A . doi : 10.1073/pnas.82.17.5724 . ISSN 0027-8424 . PMC 390624. PMID 2863818 .

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[4] Schwan, William R.; Lee, Jeffrey L.; Lenard, Farrah A.; Matthews, Brian T.; Beck, Michael T. (2002). 「浸透圧とpHの生育条件が尿路病原性大腸菌におけるfim遺伝子転写と1型ピルス発現を制御する」 .感染と免疫. 70 (3): 1391– 1402. doi : 10.1128/IAI.70.3.1391-1402.2002 . ISSN 0019-9567 . PMC 127777. PMID 11854225 .

[:0-5] McFarland, Kirsty A.; Lucchini, Sacha; Hinton, Jay CD; Dorman, Charles J. (2008). 「ロイシン応答性調節タンパク質Lrpは、Salmonella enterica Serovar TyphimuriumにおいてfimZ調節遺伝子を介してfimオペロンの転写を活性化する」 . Journal of Bacteriology . 190 (2): 602– 612. doi : 10.1128/JB.01388-07 . ISSN 0021-9193 . PMC 2223685. PMID 17981960 .

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