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새로운 Global regulator Spx에 의한 Bacillus의 transcriptional control 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 새로운 Global regulator Spx에 의한 Bacillus의 transcriptional control 연구 | 2004 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 최순용(한남대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number F00001
Year(selected) 2004 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2005년 12월 23일
Year type 결과보고
Year(final report) 2005년
Research Summary
  • Korean
  • Bacillus의 Spx단백질은 세포내 oxidative stress에 대항하여 genome수준에서 양성, 음성 전사조절에 관여한다. 유기황 화합물의 유입과 탈황에 관련된 ytmI, yxeL, ssu operon과 같은 유전자들은 sulfate나 cysteine을 유일한 sulfur source로 주었을 때 발현이 억제된다. ytmI operon과 이의 양성조절인자인 ytlI의 발현은 sulfate가 포함된 배지에서 Spx-dependent mechanism에 의하여 억제된다. 본 연구에서는 yrzC가 ytmI operon의 음성 발현조절에 관여하는 것을 밝혔다. yrzC 단백질이 불활성화되면 ytmI operon의 발현은 sulfate나 cysteine이 있음에도 불구하고 억제되지 않는다. 이러한 현상은 ytmI operon에 대하여 Cys-dependent repression을 나타내는 spx mutant와는 대조적이다. yrzC는 ytlI의 발현에 대한 음성 조절인자로 작용하며, 따라서 ytmI operon에 대하여 간접적으로 발현을 억제한다. yrzC 단백질의 양은 spx mutant에서 wild type에 비해 약 1/3가량 감소하며 이것이 spx mutant에서 ytmI operon의 발현이 derepression되는 것과 연관이 있을 것으로 추측한다. 또한 alanine-scanning mutagenesis를 통하여 RNA polymerase의 alpha-subunit C-terminal domain K267 잔기에 Spx에 결합하여 ComA와 CTD의 상호작용을 방해함으로써 srf의 전사를 억제함을 밝혔다.
  • English
  • Spx protein exerts both positive and negative transcriptional control over a genome-wide scale in response to oxidative stress. Genes such as ytmI, yxeL, and ssu operons, which encode proteins that function in the uptake and desulfurization of organic sulfur, are repressed when sulfate or cysteine is present as a sole sulfur source. Both the ytmI operon and ytlI gene, encoding a regulator that positively controls the ytmI operon, are repressed by an Spx-dependent mechanism in sulfate-containing medium. In this study, yrzC is a another negative regulator of the ytmI operon. When yrzC was inactivated, the expression of the ytmI operon was derepressed in the presence of either sulfate or cysteine. This is in contrast to an spx mutant, which still exhibits Cys-dependent transcriptional repression. The amount of yrzC protein in spx mutant was decreased to one third of wild type, and suggest that it is hard to repress the expression of ytlI with the reduced amount of yrzC in spx mutant. Alanine-scanning mutagenesis of B. subtilis alpha CTD of RNA polymerase uncovered K267 residue is required for Spx function and ComA-dependent srf transcriptional activation.
Research result report
  • Abstract
  • Bacillus의 Spx단백질은 세포내 oxidative stress에 대항하여 genome수준에서 양성, 음성 전사조절에 관여한다. 유기황 화합물의 유입과 탈황에 관련된 ytmI, yxeL, ssu operon과 같은 유전자들은 sulfate나 cysteine을 유일한 sulfur source로 주었을 때 발현이 억제된다. ytmI operon과 이의 양성조절인자인 ytlI의 발현은 sulfate가 포함된 배지에서 Spx-dependent mechanism에 의하여 억제된다. 본 연구에서는 yrzC가 ytmI operon의 음성 발현조절에 관여하는 것을 밝혔다. yrzC 단백질이 불활성화되면 ytmI operon의 발현은 sulfate나 cysteine이 있음에도 불구하고 억제되지 않는다. 이러한 현상은 ytmI operon에 대하여 Cys-dependent repression을 나타내는 spx mutant와는 대조적이다. yrzC는 ytlI의 발현에 대한 음성 조절인자로 작용하며, 따라서 ytmI operon에 대하여 간접적으로 발현을 억제한다. yrzC 단백질의 양은 spx mutant에서 wild type에 비해 약 1/3가량 감소하며 이것이 spx mutant에서 ytmI operon의 발현이 derepression되는 것과 연관이 있을 것으로 추측한다.
  • Research result and Utilization method
  • 연구결과
    1. ytmI operon의 발현에 영향을 미치는 양성 조절인자가 ytlI임을 밝혔다.
    2. ytmI operon의 또 다른 조절인자 yrzC를 클로닝하였다.
    3. yrzC는 ytlI 유전자에 대한 음성 조절인자로서 ytmI operon의 발현을 간접적으로 조절함을 밝혔다.
    4. Spx mutant에서 yrzC의 발현이 감소됨을 yrzC-lacZ fusion assay, Primer extension analysis로 확인하였다.
    5. Spx가 yrzC의 발현을 조절하는 주요 인자이다.
    6. yrzC는 ytlI 뿐만 아니라 ytmI을 발현을 직접적으로 억제하는 작용을 한다.
    7. Spx는 RNA polymease의 αCTD K267에 결합하여 ComA-αCTD의 상호작용을 방해함으로써 srf의 발현을 음성 조절한다.


    활용방안
    1. yrzC의 기능 및 구조에 관한 기초 연구
    2. Organosulfur compound의 세포내 이용 pathway 연구
  • Index terms
  • Spx, yrzC, organosulfur utilization, Bacillus, transcription control, RNA polymerase
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