Posttranskriptionale Modifikation der mRNA-Konformation: Mechanismus zur Regulierung des erythromycininduzierten Widerstands

Die Nukleotidsequenz eines Gens im Plasmid pE194, das für den erythromycininduzierten Widerstand verantwortlich ist, einschließlich der Regulierung des Widerstandsphänotyps, wird berichtet. Ein DNA-Fragment aus dem Plasmid pE194, das durch Verdauung mit dem Restriktionsendonuklease Taq I erhalten wurde, wurde in Bacillus subtilis unter Verwendung von pC194 als Plasmid-Klonierungsvektor kloniert. Erythromycin-resistente, induzierbare Transformanten-Klone, die das Taq I-Fragment A enthalten, wurden erhalten, in denen der Ausdruck des Widerstands dem im ursprünglichen pE194-Hintergrund ähnelt; ein interpretatives Modell der Regulierung des erythromycin-resistenzbestimmenden Faktors wird basierend auf der Sequenz des Taq I A-Fragmentes vorgeschlagen. Das klonierte Taq I A-Fragment besteht aus 1442 Basenpaaren und hat offene Leserahmen, die in der Lage sind, ein Peptid und ein Protein mit 19 bzw. 243 Aminosäuren zu kodieren, die als "Leiterpeptid" und "29.000-Protein" bezeichnet werden. Zwischen dem mutmaßlichen transkriptionalen Startpunkt und der Ribosomenbindungsstelle für die Synthese des 29.000-Proteins enthält die Promotorregion vier komplementäre, invertierte Wiederholungssequenzen, die als "1, 2, 3 und 4" bezeichnet werden, wobei 1 komplementär zu 2, 2 komplementär zu 3 und 3 komplementär zu 4 ist. Sequenz 1 kodiert die COOH-terminalen Hälfte des Leiterpeptids, während die Ribosomenbindungsstelle für die Synthese des 29.000-Proteins in einer Schleife sequestriert ist, die durch die Assoziation von 3 und 4 gebildet wird. Die Promotorregion des 29.000-Proteins scheint kein Transkriptions-Stopp-Signal zu enthalten. Wir schlagen ein Modell zur Regulierung des erythromycinresistierenden Mechanismus vor, nach dem Ribosomen, die an der Synthese des Leiterpeptids beteiligt sind, teilweise durch optimale induzierende (d.h. subinhibitorische) Konzentrationen von Erythromycin gehemmt werden, die wiederum eine Ansammlung dieser teilweise gehemmt ("stalled") Ribosomen in Sequenz 1 verursachen. Während der Induktion werden die translational inaktiven Zustände der Assoziation der inversen Wiederholungen, die postuliert werden, als 1 plus 2 und 3 plus 4, durch ein hohes Maß an besetzter Ribosomenkapazität in Sequenz 1 gestört, und in der resultierenden Redistribution assoziiert 2 mit 3, wodurch 4 und damit die Ribosomenbindungsstelle, die durch die Assoziation von 3 und 4 sequestriert ist, freigegeben wird. Sequenzveränderungen am 5'-Ende der 29.000-Protein-kodierenden Region, die mit Mutationen zur konstitutiven Expression assoziiert sind, wurden auf die inversen komplementären Wiederholungen lokalisiert, und die Bestimmung der Basenänderungen in acht Mutanten ist in der Lage, die Stabilität der postulierten Stämme auf eine Weise zu verringern, die mit den Vorhersagen des Modells übereinstimmt.