대장균에서 트립토판 수송 및 트립토판에이즈 오페론 유도의 생리학적 연구

대장균은 Mtr, AroP, TnaB의 세 가지 투과 효소를 형성하여 아미노산 트립토판을 수송할 수 있습니다. 이러한 투과 효소의 구조 유전자는 별도의 오페론에 존재하며, 각각 다른 조절 메커니즘의 영향을 받습니다. 우리는 트립토판에 의해 유도되는 트립토판에이즈(tna) 오페론의 사실을 활용하여 발효 매체와 각각의 투과체 단백질을 비활성화하는 돌연변이에 의해 트립토판 수송이 어떻게 영향을 받는지를 유추했습니다. 산 가수분해된 카세인 매체에서는 최대 tna 오페론 유도를 얻기 위해 일반적으로 높은 수준의 트립토판이 필요합니다. 많은 추가된 트립토판이 트립토판에이즈에 의해 분해되기 때문에 높은 수준이 필요합니다. 트립토판에 의해 잘 분해되지 않는 대체 유도체인 1-메틸트립토판은 tna+ 균주 및 tna 돌연변이에서 낮은 농도로 효율적으로 유도합니다. 산 가수분해된 카세인 매체에서는 TnaB 투과 효소가 트립토판 흡수에 가장 중요한 역할을 하며, 즉, tnaB의 돌연변이만이 트립토판에이즈 유도를 감소시킵니다. 그러나 1-메틸트립토판이 이 매체에서 유도체로서 트립토판을 대체할 때, 최대 유도를 방지하기 위해 mtr과 tnaB 모두에서 돌연변이가 필요합니다. 이 매체에서는 AroP가 트립토판 흡수에 기여하지 않습니다. 그러나 페닐알라닌과 티로신이 없는 매체에서는 AroP 투과 효소가 트립토판 수송에 활성화됩니다; 이러한 조건에서는 tna 오페론 유도를 없애기 위해 세 가지 투과체를 비활성화해야 합니다. Mtr 투과 효소는 트립토판에이즈 작용에 의해 생성된 트립토판의 분해산물인 인돌을 수송하는 데 주로 책임이 있습니다. TnaB 투과 효소는 트립토판을 유일한 탄소원으로 사용할 때 성장에 필수적입니다. 높은 수준의 트립토판에이즈를 가진 세포가 트립토판 없는 성장 매체로 옮겨지면 트립토판(trp) 오페론의 발현이 증가합니다. 이 관찰은 이 세포에서 존재하는 트립토판에이즈가 합성된 트립토판의 일부를 분해하여 약간의 트립토판 결핍 상태를 생성한다는 것을 시사합니다. 우리의 연구는 다양한 생리적 조건에서 트립토판 수송에서 세 가지 투과체의 역할을 할당합니다.