大腸菌K30グループ1カプセル生合成（CPS）遺伝子クラスターの転写組織と調節

大腸菌群1カプセルは重要な毒性決定因子ですが、生合成（CPS）オペロンの転写組織や調節についてはほとんど知られていません。プロトタイプ血清型K30クラスターの転写は、ジャンプスタート-RFAHアニタリメノメカニズムによって変調され、CPSプロモーターはジャンプスタートシーケンスのすぐ上流の領域に局在します。K30 CPSクラスター内にある推定ステムループ構造は、保存された遺伝子と、ポリマー反復合成と重合のための酵素をコードする血清型特異的遺伝子からのカプセルの表面発現に必要な産物と分離します。この推定ステムループ構造は、終端プローブベクターの転写を大幅に減少させ、CPS遺伝子の微分発現に寄与する可能性があります。以前の研究では、グループ1 cap膜多糖合成の量が増加したことが、RCS（カプセル合成の調節因子）タンパク質の過剰発現に起因することを示しました。ただし、転写活性化因子RCSBの過剰発現もRCSB :: AADA染色体挿入も、CPS :: LACZ融合によって測定された転写のレベルを変えなかった。検査されたグループ1株では、糖ヌクレオチド前駆体の産生に関与する遺伝子であるGALFのすぐ上流のRCSABボックスが見つかりました。RCSBの過剰発現は、GALF :: LACZ染色体融合の転写の3倍の増加をもたらすことがわかりました。さらに、GALFの過剰発現により、CPS :: LACZ活性に影響を与えることなく、細胞関連のカプセルと同様に2〜3倍の増加が生じました。これらの結果は、大腸菌グループ1カプセルクラスター自体の転写がRCSシステムによって規制されておらず、実際には構成的である可能性があることを示しています。ただし、RCSシステムは、GALF転写を増加させ、生合成前駆体の利用可能なプールに影響を与えることにより、caps膜多糖の産生のレベルに潜在的に影響を与える可能性があります。

Escherichia coli group 1 capsules are important virulence determinants, yet little is known about the transcriptional organization or regulation of their biosynthetic (cps) operons. Transcription of the prototype serotype K30 cluster is modulated by the JUMPStart-RfaH antitermination mechanism, with the cps promoter being localized to a region immediately upstream of the JUMPStart sequence. A putative stem-loop structure located within the K30 cps cluster separates conserved genes with products that are required for surface expression of capsule from serotype-specific genes encoding enzymes for polymer repeat-unit synthesis and polymerization. This putative stem-loop structure significantly reduces transcription in a termination-probe vector and may contribute to differential expression of the cps genes. Previous work indicated that increased amounts of group 1 capsular polysaccharide synthesis resulted from the overexpression of the Rcs (regulator of capsule synthesis) proteins. However, neither overexpression of the transcriptional activator RcsB nor an rcsB::aadA chromosomal insertion altered the level of transcription measured by cps::lacZ fusions. In the group 1 strains examined, an RcsAB box was found immediately upstream of galF, a gene involved in the production of sugar nucleotide precursors. Overexpression of RcsB was found to result in a threefold increase in transcription of a galF::lacZ chromosomal fusion. Moreover, overexpression of GalF gave rise to a two- to threefold increase in cell-free as well as cell-associated capsule, without affecting cps::lacZ activity. These results indicate that transcription of the E. coli group 1 capsule cluster itself is not regulated by the Rcs system and may, in fact, be constitutive. However, the Rcs system can potentially influence levels of capsular polysaccharide production by increasing galF transcription and influencing the available pool of biosynthetic precursors.