الحاجة إلى تشغل suf لتجميع مجمعات Fe-S خلال نقص الحديد في Escherichia coli

لقد تم اقتراح أن تشغيل suf وisc في Escherichia coli لهما دور في تجميع مجمعات Fe-S. ومع ذلك، لم يكن من الواضح لماذا تمتلك E. coli نظامين لتخليق مجمعات Fe-S. لقد قمنا بدراسة الخصائص التنظيمية والأنماط الظاهرة للطفرات لكلا التشغيلين لتمييز ما إذا كانت التشغيلات متكررة الوظائف أو إذا كانت أدوارها الخلوية متباينة. يتم تحفيز كلا التشغيلين بنفس الطريقة بواسطة فوق أكسيد الهيدروجين ورافع الحديد 2,2'-ديبيريديل، على الرغم من الآليات المختلفة. يتم تنظيم تشغيل isc بواسطة IscR، بينما يحتاج تشغيل suf إلى OxyR وIHF للاستجابة للإجهاد التأكسدي وFur للتحفيز بسبب نقص الحديد. الحذف المتزامن لـ iscS ومعظم جينات suf يكون قاتلاً بشكل صناعي. ومع ذلك، على الرغم من أن تشغيل suf وisc لهما وظائف متداخلة، إلا أن لهما دوراً مكتملاً لأنه لا يمكن لإنزيم SufS إزالة الكبريت بمفرده أن يحل محل إنزيم IscS. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطفرات الناتجة عن حذف suf أكثر حساسية لنقص الحديد من طفرات isc، وتقلل نشاط إنزيم Fe-S gluconate dehydratase في طفرات suf خلال نقص الحديد. هذه النتائج متوافقة مع النموذج الذي ينص على أن تشغيل isc يشفّر نظام تجميع مجمعات Fe-S الأساسي في E. coli، بينما تم تعديل تشغيل suf بالتحديد لتخليق مجمعات Fe-S عندما يتعطل استقلاب الحديد أو الكبريت بسبب نقص الحديد أو الإجهاد التأكسدي.