この生物による病原性遺伝子発現の調節における緑膿菌からのLASRタンパク質の活性に関する分子洞察

Pseudomonas aeruginosaは日和見的な人間の病原体です。この生物は、エイズ、癌、嚢胞性線維症などの疾患に苦しむヒト患者を攻撃します。この生物によって生成される重要な毒性因子の1つは、シアン化水素です。これは、HCNABCオペロンによってコードされた遺伝子から表されます。HCNABCオペロンによってコードされる遺伝子の発現は、主にLASRタンパク質とHCNABCオペロンの対応するプロモーター領域と相互作用によって媒介されます。LASRタンパク質は二量体として機能し、自動誘導因子リガンドの助けを借りてプロモーターDNAに結合します。しかし、これまで、LASRタンパク質がプロモーターDNAと相互作用する方法の詳細な分子メカニズムは明確に知られていません。したがって、この作業では、LASRタンパク質とHCNABCオペロンのプロモーターDNA領域との相互作用のモードを分析する試みが行われました。Pseudomonas aeruginosaからのLASRタンパク質の3次元構造を分析し、タンパク質をオート誘導因子リガンドでドッキングしました。次に、リガンドに縛られたLASRタンパク質と、hCNABCオペロンのプロモーターDNA領域にオート誘導因子リガンドを使用してLASRタンパク質をドッキングしました。LASRタンパク質の相互作用プロファイルの詳細を自動誘導因子リガンドと分析しました。また、LASRプロモーターDNA相互作用の詳細を解読しました。自動誘導因子リガンドの存在下および非存在下でのLASRタンパク質によるDNAバインディングのモードを比較し、HCNABC遺伝子発現中のHCNABCオペロンのプロモーターDNA領域とLASRタンパク質の結合の分子の詳細を分析しようとしました。したがって、この研究は、将来の実験のための経路を開き、HCNABCオペロンの転写中のDNA結合におけるLASRタンパク質のアミノ酸残基の相対的な効果を決定する可能性があります。

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen. This organism attacks human patients suffering from diseases like AIDS, cancer, cystic fibrosis, etc. One of the important virulent factors produced by this organism is Hydrogen Cyanide. This is expressed from the genes encoded by the hcnABC operon. The expressions of the genes encoded by hcnABC operon are mediated mainly by the interactions of LasR protein with the corresponding promoter region of the hcnABC operon. The LasR protein acts as a dimer and binds to the promoter DNA with the help of an autoinducer ligand. However, till date the detailed molecular mechanism of how the LasR protein interacts with the promoter DNA is not clearly known. Therefore, in this work, an attempt has been made to analyze the mode of interactions of the LasR protein with the promoter DNA region of the hcnABC operon. We analyzed the three dimensional structure of the LasR protein from Pseudomonas aeruginosa and docked the protein with the autoinducer ligand. We then docked the ligand-bound-LasR-protein as well the LasR-protein-without-the-autoinducer-ligand on to the promoter DNA region of hcnABC operon. We analyzed the details of the interaction profiles of LasR protein with the autoinducer ligand. We also deciphered the details of the LasR promoter-DNA interactions. We compared the modes of DNA bindings by the LasR protein in presence and absence of the autoinducer ligand and tried to analyze the molecular details of the binding of LasR protein with the promoter DNA region of hcnABC operon during hcnABC gene expression. This study may therefore pave the pathway for future experiments to determine the relative effects of the amino acid residues of LasR protein in DNA binding during the transcription of hcnABC operon.