CorynebacteriophageベータのToxプロモーター/オペレーター変異体の転写分析とヌクレオチド配列

Corynebacterium diphtheriae C7（ベータ）によるジフテリア毒素（DT）の産生は、鉄依存性ジフテリア毒素リプレッサー、DTXRによって転写的に調節されています。TOX遺伝子の転写は、野生型C. diphtheriae C7（ベータ）および鉄によるDT産生の阻害に対する非感受性を決定するベータの変異体を運ぶリソゲンで研究されました。すべての株の低鉄条件下では、TOX特異的mRNAが現れ、DT産生が遅い段階で始まり、それらは定常期に最大レベルに増加しました。鉄条件の高い条件下では、TOX特異的mRNAおよびDT産生はC7（ベータ）で強く抑制されましたが、C7（Beta Tox-202）およびC7（Beta Tox-2012）で部分的にのみ抑制されました。鉄条件が高く、低い鉄条件下では、DT生産とTOX特異的mRNAレベルは、野生型C7（ベータ）よりもC7（ベータTOX-2011）およびC7（ベータTOX-202）で大きかった。C. diphtheriae C7（ベータ）の低鉄培養物への鉄またはリファンピシンの添加（ベータ）は、迅速かつ同様の時間経過とともにトックスmRNAの産生を抑制しました。対照的に、C。diphtheriae C7（Beta Tox-201）におけるTox-MRNA合成の抑制は、リファンピシンの添加後に迅速に発生しましたが、鉄の添加後よりゆっくりと発生しました。ヌクレオチド配列分析により、Beta Tox-201およびBeta Tox-202のToxプロモーターの優先「-10」配列内の位置-47および-48でのAの変異に対する単一Gが明らかになりました。したがって、TOX-2012およびTOX-202の調節対立遺伝子における単一のヌクレオチド置換は、多面的効果を持ち、プロモーターの活性の増加と鉄依存性の抑制に対するオペレーターの部分的抵抗性を引き起こします。

The production of diphtheria toxin (DT) by Corynebacterium diphtheriae C7 (beta) is transcriptionally regulated by the iron-dependent diphtheria toxin repressor, DtxR. Transcription of the tox gene was studied in wild-type C. diphtheriae C7 (beta) and in lysogens carrying mutants of beta that determine insensitivity to inhibition of DT production by iron. Under low iron conditions in all strains, tox-specific mRNA appeared and DT production began during late-log phase, and they increased to maximal levels at stationary phase. Under high iron conditions, tox-specific mRNA and DT production were strongly repressed in C7 (beta) but only partially repressed in C7 (beta tox-202) and C7 (beta tox-201). Under high and low iron conditions, DT production and tox-specific mRNA levels were greater in C7 (beta tox-201) and C7 (beta tox-202) than in wild-type C7 (beta). Addition of iron or rifampicin to low iron cultures of C. diphtheriae C7 (beta) repressed tox-mRNA production promptly and with a similar time course. In contrast, repression of tox-mRNA synthesis in C. diphtheriae C7 (beta tox-201) occurred promptly after addition of rifampicin but more slowly after addition of iron. Nucleotide sequence analysis revealed single G to A mutations at positions -47 and -48, within the preferred '-10' sequence of the tox promoter, in beta tox-201 and beta tox-202, respectively. The single nucleotide substitutions in the tox-201 and tox-202 regulatory alleles, therefore, have pleiotropic effects, causing increased activity of the promoter and partial resistance of the operator to iron-dependent repression.