代謝中間体は転写因子の相互作用を選択的に刺激し、リン酸塩とプリン経路を調節します

細胞は戦略的な代謝物を使用してメタボロームを感知し、それに応じて遺伝子発現を調節します。ここでは、プリンおよびリン酸経路が代謝中間のAICAR（5'-ホスホリボシル-5-アミノ-4-イミダゾールカルボキサミド）によって正の調節されていることを示します。転写因子PHO2Pは、すべてのAICAR応答性遺伝子のアップレギュレーションに必要です。したがって、プリンおよびリン酸経路遺伝子プロモーターへのPho2Pの結合は、AICAR蓄積時に強化されます。in vitroでは、AICARはPho2pとPho4pの両方の転写因子の両方に結合し、in vivoでPho2pとBas1pまたはPho4pのいずれかの相互作用を刺激します。対照的に、SAICAR（コシニルAICAR）はPho2p-Bas1p相互作用にのみ影響し、プリンレギュロン遺伝子に特異的にアップレギュレートします。一緒に、我々のデータは、Bas1pとPho4PがPho2p結合を競うことを示しており、したがって、細胞ヌクレオチド合成とリン酸塩の消費の協調的な調節につながることを示しています。

Cells use strategic metabolites to sense the metabolome and accordingly modulate gene expression. Here, we show that the purine and phosphate pathways are positively regulated by the metabolic intermediate AICAR (5'-phosphoribosyl-5-amino-4-imidazole carboxamide). The transcription factor Pho2p is required for up-regulation of all AICAR-responsive genes. Accordingly, the binding of Pho2p to purine and phosphate pathway gene promoters is enhanced upon AICAR accumulation. In vitro, AICAR binds both Pho2p and Pho4p transcription factors and stimulates the interaction between Pho2p and either Bas1p or Pho4p in vivo. In contrast, SAICAR (succinyl-AICAR) only affects Pho2p-Bas1p interaction and specifically up-regulates purine regulon genes. Together, our data show that Bas1p and Pho4p compete for Pho2p binding, hence leading to the concerted regulation of cellular nucleotide synthesis and phosphate consumption.