تنظيم استيعاب النترات في السيانوبكتيريا

يُعوق استيعاب النترات بواسطة السيانوبكتيريا بوجود الأمونيوم في وسط النمو. يتم تنظيم كل من امتصاص النترات ونسخ جينات الاستيعاب النترات. ومع ذلك، فإن الإشارة الرئيسية داخل الخلايا لتنظيم ذلك ليست الأمونيوم أو الجلوتامين، بل 2-أوكسي غلوتيرات (2-OG)، التي تتغير تركيزها وفقًا لتغير توازن الكربون/النيتروجين داخل الخلية. عندما يكون النيتروجين محددًا للنمو، فإن تراكم 2-OG ينشط عامل النسخ NtcA لتحفيز نسخ جينات استيعاب النترات. يقوم الأمونيوم بإعاقة النسخ من خلال استنفاد مخزون 2-OG سريعًا عبر استقلابها عن طريق دورة الجلوتامين سينثيتاز/جلوتامات سينثيتاز. يقوم بروتين P(II) بتثبيط ناقل النترات من نوع ABC، وأيضًا مختزل النترات في بعض السلالات، بواسطة آلية غير معروفة عندما يكون مستوى 2-OG داخل الخلية منخفضًا. عند نقص النيتروجين، يرتبط 2-OG بـ P(II) لمنع البروتين من تثبيط استيعاب النترات. يقوم منظم النسخ المحدد لمسار NtcB بتنشيط جينات استيعاب النترات استجابةً للنترات، سواء تم إضافتها إلى الوسط أو تم إنتاجها داخل الخلايا عن طريق تقليل النترات. يلعب دورًا مهمًا في التنشيط الانتقائي لمسار استيعاب النترات أثناء النمو تحت إمداد محدود من النترات. تم مؤخرًا إظهار أن P(II) ينظم نشاط NtcA بشكل سلبي من خلال الارتباط بـ PipX، وهو بروتين مساعد صغير لـ NtcA. بناءً على المعلومات الجينومية المتراكمة من مجموعة متنوعة من السيانوبكتيريا وبيانات الجينات الجزيئية المستخلصة من السلالات التمثيلية، يتم تلخيص ومناقشة الخصائص المشتركة وخصائص الاستجابة المحددة لمجموعات أو أنواع معينة من السيانوبكتيريا تجاه النيتروجين من حيث الأهمية البيئية الفسيولوجية.