【摘 要】
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丝状蓝细菌鱼腥藻(Anabaena sp.)strain PCC 7120在缺乏化合态氮素环境中可以分化出一种具有特殊形态结构并呈规律性格式分布的异型胞,是蓝细菌进行生物固氮作用的场所.以往
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丝状蓝细菌鱼腥藻(Anabaena sp.)strain PCC 7120在缺乏化合态氮素环境中可以分化出一种具有特殊形态结构并呈规律性格式分布的异型胞,是蓝细菌进行生物固氮作用的场所.以往的研究证明,hetR是蓝细菌中控制异型胞分化与格式形成的重要基因,编码一个35kD的新型丝氨酸蛋白酶.HetR蛋白第152位丝氨酸(S152)残基存在活性位点,该位点的突变可导致蛋白自降解特性的丧失.此外,其第179位丝氨酸(S179)和第48位半胱氨酸(C48)残基也对HetR蛋白行使正常功能有重要影响.但是,目前对于hetR及其表达产物在蓝细菌异型胞分化与格式形成过程中的分子调控机制仍然很不清楚.该文研究中,首先利用谷胱甘肽亲和柱纯化了大肠杆菌表达的HetR蛋白和点突变的C48A-HetR蛋白.基于体外两种蛋白的性质比较和酵母双杂交的结果,并结合相应蓝细菌野生型和突变株C48A中HetR蛋白性质的体内研究表明:HetR蛋白可以通过第48位半胱氨酸残基形成共价结合的同源二聚体,该同源二聚体是异型胞正常分化所必需的.随后应用肝素亲和柱纯化蓝细菌体内可能的DNA结合蛋白,以及进一步的凝胶阻滞实验发现:HetR是一个新的DNA结合蛋白,并且其DNA结合活性依赖同源二聚体的形成.进一步的研究表明,HetR蛋白可以特异的结合hetR,hepA和patS的启动子区域,且hetr和patS的上调表达依靠HetR蛋白的DNA结合活性,证明HetR蛋白对于这些基因存在直接的调控作用.另外,位于PatS蛋白C端的五肽RGSGR可以通过抑制HetR同源二聚体的DNA结合活性,阻断hetR的上调表达而影响异型胞的形成过程.综合以上内容,我们对HetR蛋白在蓝细菌异型胞分化与格式形成过程中的分子调控机制作了较为深入的研究,我们的研究显示HetR/RatS的相互作用在异型胞分化与格式形成中起重要作用.
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