Korean Journal of Veterinary Research (대한수의학회지)

The Korean Society of Veterinary Science (대한수의학회)
권호 표지

Biogenetical study on potential regulatory factors involved in expression of region III genes of Escherichia coli K99 adhesion gene cluster

대장균 K99섬모 유전자군중 제 3지역 발현에 관련된 조절자의 유전학적 연구

  • Accepted : 2002.12.03
  • Published : 2002.12.30
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Abstract

대장균 K99 섬모의 생합성은 8개로 구성된 K99의 특이 유전자의 발현과 숙주유래 인자에 의해 조절되는 다른 유전자들의 발현에 의존된다. 본 연구에서는 K99섬모 유전자군중 제 3지역 발현에 유전조절자의 관련성 여부를 연구하였다. Gel retardation 분석 방법올 통하여 제3지역의 발현에 관련된 유전조절단위를 함유한 fanF 지역의 단백질 인자가 부착됨을 암시하였다. 이 분석방법을 이용한 결과는 또한 이 단백질 인자가 K99 유전자에서 유래되지 않고 대장균 염색체에서 유래됨을 지적하였다. 이를 보다 더 조사하기 위하여 대장균 염색체에 Tn10 transposon 유전자 변이 실험을 수행하였다. K99 유전자군으로부터 제 1지역과 제2지역의 유전자를 제거시키고, 제 3지역의 유전자인 fanG에 transposon TnlacZ를 삽입한 pTL65-1 plasmid을 제작하였다. 이 pTL65-1는 다시 Tn10으로 염색체가 변이된 대장균에 주입하였다. 3개의 pTL65-1 주입된 Tn10 대장균 변이체 내에서 fanG의 발현이 증가되었다. 이들 변이대장균으로부터 Tn10이 어떤 염색체 유전자 부위를 변이 시켰는지 확인하기 위해서 변이부위 유전자를 cloning하여 염기서열을 분석하였다. 이중 2개의 clone이 동일하였으며 지금까지 알려지지 않은 유전자였다. 이들 2개의 변이체 내에서 fanG의 발현은 대조군과 비교해 약 4.2배 증가 되였다. 결론적으로 이들 2개의 clone으로부터 유래된 인자는 지금까지 알려지지 않은 제 3지역의 억제 조절자임을 나타내었다.

Keywords

References

  1. Jones GW, Isaacson RE. Proteinaceous bacterial adhesins. Crit Rev Microbiol, 10:229-260, 1983
  2. Cheng K, Costerton J. Microbial adhesion and colonization within the digestive tract. Soc Appl Bacteriol Symp Series, 13:239-261, 1986
  3. Sharon N. Bacterial lectins, cell-cell recognition and infectious disease. FEBS Lett, 217:145-157, 1987
  4. De Graaf FK, Krenn BE, Klaasen P. Organization and expression of genes involved in the biosynthesis of K99 fimbriae. Infect Immun, 43:508-514, 1984
  5. van Embden JDA, de Graaf FK, Schouls LM, et al. Cloning and expression of a deoxyribonucleic acid fragment that encodes for the adhesive antigen K99. Infect Immun, 29:1125-1133, 1980
  6. Inoue OJ, Lee JH, Isaacson RE. Transcriptional organization of the Escherichia coli pilus adhesin K99. Mol Microbiol, 10:607-613, 1993
  7. Lee JH, Isaacson RE. Expression of the gene cluster associated with the E. coli pilus-adhesin K99. Infect Immun, 63: 4143-4149, 1995
  8. MaKay DB, Steitz T. Structure of catabolite gene activator protein at 2.9 A8 resolution suggests binding to left-handed B-DNA. Nature, 290: 744-749, 1981
  9. Kaptein R, Zuiderweg ER, Scheek RM et al. A protein structure from nuclear magnetic resonance data. J Mol Biol, 182: 179-82, 1985
  10. Schevitz RW, Otwinowski Z, Joachimiak A, et al. The three dimensional structure of Trp represser. Nature, 317: 782-786,1985
  11. Kostrewa D, Granzin J, Koch C, et al. Threedimensional structure of the E. coli DNA-binding protein FIS. Nature, 349: 178-180, 1991
  12. Wang Q, Wu J, Friedberg D, et al. Regulation of the Escherichia coli lrp gene. J Bacteriol, 176: 1831-1839, 1994
  13. Kleckner N, Bender J, Gottesman S. Uses of transposons with emphasis on Tn10. Methods Enzym, 204: 139-180, 1991
  14. Miller JH. Experiments in Molecular Genetics. Cold Spring Harbor Laboratory, Cold spring Harbor, NY, 1971
  15. Ricca E, Aker D, Calvo JM. A protein that binds to the regulatory region of the Escherichia coli ilvIH operon. J Bacteriol, 171:1658-1664, 1989
  16. Cossart P, Gjcquel-Sanzey B. Regulation of expression of the crp gene of Escherichia coli K-12. J Bacteriol, 161: 454-457, 1985
  17. Inouye S, Franceschini K, Inouye M. Structural similarities between the development-specific protein A from a gramnegative bacterium, Myxococcus xanthus, and calmodulin. Proc Natl Acad Sci USA, 80: 6829- 6833, 1983
  18. Short SA, Singer JT. Studies on deo operon regulation in Escherichia coli: cloning and expression of the deoR structural gene. Gene, 31: 205-211, 1984
  19. Botsford J, Harman JG. Cyclic AMP in prokaryotes. Microbiol Rev, 56: 100-122, 1992
  20. Kolb A, Busby S, Buc H et al. Transcriptional regulation by cAMP and its receptor protein. Annu Rev Biochem, 62: 749-795, 1993
  21. Forsman K, Sonden B, Goransson M, et al. Antirepression function in Escherichia coli for the cAMP-cAMP receptor protein transcriptional activator. Proc Natl Acad Sci USA, 89: 9880-9884, 1992
  22. Goransson M, Forsman K, Nilsson P, et al. Upstream activating sequences that are shared by two divergently transcribed operons mediate cAMP-CRP regulation of pilus-adhesin in Escherichia coli. Mol Microbiol, 3: 1557-1565, 1989
  23. Ptashne M, Gann AF. Activators and targets. Nature, 346:329-331, 1990
  24. Adhya S, Garges S. Positive control. J Biol Chem, 265: 10797-10800, 1990
  25. Collado-Vides J, Magasanik B, Gralla JD. Control site location and transcriptional regulation in Escherichia coli. Microbiol Rev, 55: 371-394, 1991
  26. Roosendaal E, Jacobs AAC, Rathman P, et al. Primary structure and subcellular localization of two fimbrial subunit-like proteins involved in the biosynthesis of K99 fibrillae. Microbial Pathogenesis, 1: 211-217, 1987
  27. Simons, LH, Willemsen PTJ, Bakker D, et al. Localization and function of FanH and FanG, minor components of K99 fimbriae of enterotoxigenic Escherichia coli. Microbial Pathogenesis, 11: 325-326, 1991
  28. Park SJ, McCabe J, Turna J, et al. Regulation of the citrate synthase (gltA) gene of Escherichia coli in response to anaerobiosis and carbon supply: role of the arcA gene product. J Bacteriol, 176: 5086-5092, 1994
  29. Patton AJ, Hough DW, P. Towner P, et al. Does possess a second citrate synthase gene? Eur J Biochem, 214: 75-81, 1993
  30. Hendrick JP, Hartl FU. Molecular chaperone functions of heat-shock proteins. Annu Rev Biochem, 62: 349-384, 1993
  31. Lund P. The chaperonin cycle and protein folding. Bioassays, 16: 229-231, 1994
  32. Bastard PJ Jr, T. J. Silhavy TJ, Beckwith JR. Use of gene fusion to study secretion of maltose-binding protein Escherichia coli periplasm. J Bacteriol, 139: 19-31, 1979