大腸菌における熱ショック反応の規制：歴史と視点

転写因子σ32によって媒介される熱ショック応答は、大腸菌の熱やその他のストレスに対処するための主要なストレス反応です。ストレス下での細胞タンパク質の恒常性を維持する上で、シャペロンやプロテアーゼなどの高度に保存された熱ショックタンパク質の役割に多くの注意が払われていますが、基礎となる調節メカニズムの動的な性質についてはほとんど知られていません。細胞が突然高温にさらされると、mRNA二次構造の破壊を通じて、σ32をコードするRPOH mRNAの活性化された翻訳によってσ32の合成が急速に誘導されます。σ32の合成の増加には、σ32の安定化が伴います。σ32は通常非常に不安定で、膜に局在するFTSHプロテアーゼによって急速に分解されます。最近、σ32は、調節のために適切に機能するためにSRP依存性経路によって内膜に局在する必要があることがわかったが、細胞の膜やその他の成分が果たす役割は不明のままであることがわかった。強く規制されたI54N-σ32変異体のランダムトランスポゾン変異誘発により、膜タンパク質、S）、他の細胞成分、またはσ32透過ポリペプチドを含む複雑な調節回路を解明し始めました。細胞生存の重要性。

The heat shock response mediated by transcription factor σ32 is a major stress response to cope with heat and other stresses in Escherichia coli. Although much attention has been paid to the role of highly conserved heat shock proteins such as chaperones and proteases in sustaining cellular protein homeostasis under stress, relatively little is known about the dynamic nature of underlying regulatory mechanisms. When cells are suddenly exposed to high temperature, synthesis of σ32 is rapidly induced by activated translation of rpoH mRNA, which encodes σ32, through disruption of mRNA secondary structure. The increased synthesis of σ32 is accompanied by stabilization of σ32, which is normally very unstable and rapidly degraded by the membrane-localized FtsH protease. It was recently found that σ32 must be localized to the inner membrane by the SRP-dependent pathway to work properly for regulation, but the roles played by membrane and other components of the cell remained unknown. Random transposon mutagenesis of the strongly deregulated I54N-σ32 mutant has now started to unravel the complex regulatory circuit, involving membrane protein(s), other cellular components or σ32-interfering polypeptides, for dynamic fine-tuning of σ32 activity that could be of vital importance for cell survival.