Las proteínas Tet Repressor (también conocidas como TetR ) son proteínas que juegan un papel importante en conferir resistencia a los antibióticos a grandes categorías de especies bacterianas.
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La tetraciclina (Tc) es una amplia familia de antibióticos a los que las bacterias han desarrollado resistencia. La Tc normalmente mata las bacterias al unirse al ribosoma bacteriano y detener la síntesis de proteínas. La expresión de genes de resistencia a Tc está regulada por el represor TetR. TetR reprime la expresión de TetA, una proteína de membrana que bombea sustancias tóxicas para las bacterias como Tc, al unirse al operador tetA . [1] En las bacterias resistentes a Tc, TetA bombeará Tc antes de que pueda unirse al ribosoma porque la acción represiva de TetR sobre TetA se detiene mediante la unión de Tc a TetR. [1] Por lo tanto, TetR puede tener un papel importante para ayudar a los científicos a comprender mejor los mecanismos deresistencia a los antibióticos y cómo tratar las bacterias resistentes a los antibióticos. TetR es una de las muchas proteínas de la familia de proteínas TetR , que se llama así porque TetR es el miembro mejor caracterizado. [2]
TetR se utiliza en redes reguladoras de genes diseñadas artificialmente debido a su capacidad para la regulación fina de los promotores . En ausencia de Tc o análogos como ATc , la expresión basal de los promotores regulados por TetR es baja, pero la expresión aumenta bruscamente en presencia de incluso una cantidad mínima de Tc. El gen tetA también está presente en el vector de clonación pBR322 de E. coli ampliamente utilizado , donde a menudo se lo denomina por el nombre de su fenotipo de resistencia a la tetraciclina, Tet R , que no debe confundirse con TetR. [3]
Estructura y función
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TetR funciona como un homodímero . [1] Cada monómero consta de diez hélices alfa conectadas por bucles y vueltas. La estructura general de TetR se puede dividir en dos dominios de unión al ADN (uno por monómero) y un núcleo regulador, que es responsable del reconocimiento y dimerización de tetraciclina. TetR se dimeriza al hacer contactos hidrofóbicos dentro del núcleo regulador. Existe una cavidad de unión para la tetraciclina en las hélices externas del dominio regulador. Cuando la tetraciclina se une a esta cavidad, provoca un cambio conformacional que afecta el dominio de unión al ADN, de modo que TetR ya no puede unirse al ADN. Como resultado, se expresan TetA y TetR. Todavía existe cierto debate en el campo si los derivados de tetraciclina solos pueden causar este cambio conformacional o si la tetraciclina debe estar en complejo con magnesio para unirse a TetR. [4] (TetR generalmente se une a complejos de tetraciclina-Mg 2+ dentro de las bacterias, pero se ha observado in vitro la unión de TetR a tetraciclina sola).
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Los dominios de unión al ADN de TetR reconocen una secuencia palindrómica de 15 pares de bases del operador TetA. [1] [5] Estos dominios consisten principalmente en un motivo hélice-giro-hélice (HTH) que es común en los miembros de la familia de proteínas TetR (ver más abajo). Sin embargo, también se ha demostrado que los residuos N-terminales que preceden a este motivo son importantes para la unión al ADN. [6] Aunque estos residuos no contactan directamente con el ADN, se compactan contra el HTH y este empaquetamiento es esencial para la unión. Los motivos HTH tienen en su mayoría interacciones hidrofóbicas con los principales surcos del ADN diana. [1] La unión de TetR a su secuencia de ADN diana provoca cambios tanto en el ADN como en TetR. [7] TetR provoca el ensanchamiento de los surcos principales, así como el retorcimiento del ADN; una hélice del motivo HTH de TetR adopta un giro helicoidal de 3 10 como resultado de interacciones complejas del ADN.
Familia de proteínas TetR
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En junio de 2005, esta familia de proteínas tenía alrededor de 2353 miembros que son reguladores de la transcripción. [1] (Los reguladores transcripcionales controlan la expresión génica). Estas proteínas contienen un motivo hélice-giro-hélice (HTH) que es el dominio de unión al ADN. La segunda hélice se considera más importante para la especificidad de la secuencia de ADN y, a menudo, reconoce los ácidos nucleicos dentro del surco principal de la doble hélice. [7] En la mayoría de los miembros de la familia, este motivo se encuentra en el extremo N-terminal de la proteína y está muy conservado. [1] La alta conservación del motivo HTH no se observa para los otros dominios de la proteína. Las diferencias observadas en estos otros dominios reguladores probablemente se deban a diferencias en las moléculas que detecta cada miembro de la familia.
Los miembros de la familia de proteínas TetR son en su mayoría represores de la transcripción, lo que significa que impiden la expresión de ciertos genes a nivel del ADN. Estas proteínas pueden actuar sobre genes con diversas funciones, incluida la resistencia a los antibióticos, la biosíntesis y el metabolismo, la patogénesis bacteriana y la respuesta al estrés celular.
Ver también
Referencias
- ^ a b c d e f g Ramos JL, Martínez-Bueno M, Molina-Henares AJ, Terán W, Watanabe K, Zhang X, et al. (Junio de 2005). "La familia TetR de represores transcripcionales" . Revisiones de Microbiología y Biología Molecular . 69 (2): 326–56. doi : 10.1128 / mmbr.69.2.326-356.2005 . PMC 1197418 . PMID 15944459 .
- ^ "InterPro" . www.ebi.ac.uk . Consultado el 6 de agosto de 2020 .
- ^ Allard JD, Bertrand KP (septiembre de 1992). "Topología de la membrana de la proteína de resistencia a la tetraciclina pBR322. Fusiones del gen TetA-PhoA e implicaciones para el mecanismo de inserción de la membrana TetA". La revista de química biológica . 267 (25): 17809-19. PMID 1517220 .
- ^ Werten S, Dalm D, Palm GJ, Grimm CC, Hinrichs W (diciembre de 2014). "El alosterio represor de tetraciclina no depende del reconocimiento de metales divalentes". Bioquímica . 53 (50): 7990–8. doi : 10.1021 / bi5012805 . PMID 25432019 .
- ^ Orth P, Schnappinger D, Hillen W, Saenger W, Hinrichs W (marzo de 2000). "Base estructural de la regulación de genes por el sistema represor-operador de Tet inducible por tetraciclina". Biología estructural de la naturaleza . 7 (3): 215–9. doi : 10.1038 / 73324 . PMID 10700280 .
- ^ Berens C, Altschmied L, Hillen W (enero de 1992). "El papel del terminal N en el represor Tet para la unión del operador tet determinado por un análisis mutacional" . La revista de química biológica . 267 (3): 1945–52. PMID 1309804 .
- ^ a b Huffman JL, Brennan RG (febrero de 2002). "Reguladores de transcripción procariotas: más que el motivo hélice-vuelta-hélice". Opinión actual en biología estructural . 12 (1): 98–106. doi : 10.1016 / S0959-440X (02) 00295-6 . PMID 11839496 .
enlaces externos
- Regulación de la resistencia a los antibióticos