Der cysP-Promoter von Salmonella typhimurium: Charakterisierung von zwei Bindungsstellen für das CysB-Protein, Studien zur in vivo Transkriptionsinitiierung und Demonstration der Anti-Induktor-Wirkungen von Thiosulfat

Die cysPTWA-Operons von Escherichia coli und Salmonella typhimurium kodieren Komponenten von periplasmatischen Transportsystemen für Sulfat und Thiosulfat und werden als Teil der Cystein-Regulons reguliert. Die in vitro Transkriptionsinitiierung vom cysP-Promoter zeigte, dass sowohl das CysB-Protein als auch O-Acetyl-L-Serin oder N-Acetyl-L-Serin, die als Induktoren wirken, erforderlich sind, und wurde durch den Anti-Induktor Sulfid inhibiert. Thiosulfat erwies sich als noch potenter als Sulfid als Anti-Induktor. DNase I-Schutzexperimente zeigten zwei diskrete Bindungsstellen für das CysB-Protein in Anwesenheit von N-Acetyl-L-Serin. CBS-P1 befindet sich zwischen den Positionen -85 und -41 relativ zur Haupttranskriptionsstartstelle, und CBS-P2 liegt zwischen den Positionen -19 und +25. Ohne N-Acetyl-L-Serin schützte das CysB-Protein die Region zwischen den Positionen -63 und -11, die als CBS-P3 bezeichnet wurde. In Gel-Mobilitätsverschiebungsexperimenten wurde die Mobilität der CysB-Protein-cysP-Promoter-Komplexe durch O-Acetyl-L-Serin erhöht, während N-Acetyl-L-Serin keinen Effekt in Gelverschiebungsexperimenten hatte, vermutlich weil seine anionische Ladung zu einer schnellen Entfernung aus dem Komplex während der Elektrophorese führt. Der Vergleich von DNA-Fragmenten, die sich hinsichtlich der Bindungsstellenposition unterscheiden, deutete darauf hin, dass Komplexe mit CysB-Protein DNA enthalten, die irgendwo zwischen CBS-P1 und CBS-P2 gebogen ist, und dass O-Acetyl-L-Serin die DNA-Biegung verringert. Bindungsstudien mit Fragmenten, die entweder nur CBS-P2, nur CBS-P1 oder die gesamte cysP-Promoterregion enthalten, schlagen ein Modell vor, in dem der Komplex aus gebogener DNA, der in Abwesenheit von O-Acetyl-L-Serin beobachtet wird, ein einzelnes CysB-Proteinmolekül enthält, das an CBS-P3 gebunden ist. Bei relativ niedrigen CysB-Protein-Konzentrationen würde O-Acetyl-L-Serin dazu führen, dass ein einzelnes CysB-Proteinmolekül fest an CBS-P1 bindet, anstatt an CBS-P3, wodurch die DNA-Biegung verringert und die elektrophoretische Mobilität des Komplexes erhöht wird. Bei höheren CysB-Protein-Konzentrationen würde O-Acetyl-L-Serin dazu führen, dass ein zweites Molekül an CBS-P2 bindet, was zu einem langsamer migrierenden Komplex führt.