Concerted Transcriptional and Post-Transcriptional Control of the Bacillus Phytase Gene by the Regulator Proteins PhoP, AbrB, and CCPA

Wir haben bereits gezeigt, dass das phyC-Gen aus Bacillus amyloliquefaciens FZB45 einer dualen Kontrolle durch PhoP unterliegt (Makarewicz et al. 2006 J. Bact. 188:6953-6965). Unsere neuesten Studien offenbarten zwei weitere Regulatoren, AbrB und CcpA, welche die Phytaseexpression beeinflussen. Dabei reprimiert AbrB die Transkription durch Bindung an fünf mögliche Erkennungsstellen. Drei von diesen Motiven befinden sich stromaufwärts von phyC und damit direkt vor dem divergenten Gen yodU. Die anderen beiden Motive überlappen den Transkriptionsstartpunkt und ziehen sich bis in die kodierende Region von phyC hinein. Aus unseren bisherigen Studien postulieren wir, dass ein AbrB-Tetramer gleichzeitig an zwei unterschiedliche Regionen bindet, so den phyC-Promoter krümmt und damit die Transkription verhindert (Makarewicz et al. Manuskript abgeschickt). Dieser Mechanismus wurde bislang für AbrB noch nicht beschrieben. Das Katabolitrepressions-Protein CcpA ist ein positiver Transkriptionsregulator und bindet an das ´catabolite repressive element´ (cre) Motiv, das stromaufwärts von phyC liegt. Wir haben die ersten Hinweise erhalten, dass CcpA auch eine wichtige Rolle in der post-transkriptionellen Regulation von phyC spielt, denn es bindet an das mRNA-Transkript. Diese Eigenschaft von CcpA wurde bis lang für keines der Gene, die unter der Kontrolle von CcpA stehen, beschrieben und bedarf weiterer Untersuchung. Nach unserer Kenntnis sind Beispiele für die gleichzeitige Kontrolle auf zwei verschiedenen Ebenen der Genexpression, die durch ein Protein ausgeübt wird, in Prokaryoten sehr selten. Entsprechend unseren vorläufigen Ergebnissen sind die folgenden Aufgabenstellungen Bestandteil unseres Vorschlages: 1) Kinetische Analyse der PhoP- und AbrB-Bindungsparameter, um das vorgeschlagene Modell zu verfeinern. 2) Erforschung der Transkriptionsaktivierung durch CcpA (Promoter-DNA-Bindung) und des post-transkriptionellen Einflusses von CcpA auf die phyC mRNA (Transkript-Bindung). 2) Erforschung der Transkriptionsaktivierung durch CcpA (Promoter-DNA-Bindung) und des post-transkriptionellen Einflusses von CcpA auf die phyC mRNA (Transkript-Bindung).