大腸菌における翻訳開始因子IF3およびリボソームタンパク質L20の制限の生理学的効果

Escherichia coliの翻訳開始因子IF3およびリボソームタンパク質L20の生理学的役割を調査するために、IFC、L35、およびL20をそれぞれコードするINFC、RPMIおよびRPIT遺伝子を、それぞれLACプロモーター/オペレーターシーケンスの制御下に配置しました。したがって、それらの発現は、媒体中の誘導誘導症イソプロピルチオガラクトシド（IPTG）の量に依存しています。溶原性株は、トランスでRPMIおよびRPLTまたはINFCおよびPRMIのいずれかを発現する組換えラムダファージで構築されたため、IPTG濃度が低い場合のIF3またはL20のみの枯渇を可能にしました。L20ではなくIF3の細胞濃度が低いと減少し、成長率が遅くなります。さらに、リボソームはポリソームを流れ、in vivoでのタンパク質合成の開始期にIF3が機能することを示しています。成長が遅い中、RNAとタンパク質に対する比率は、コントロール株で発生するように減少するのではなく増加し、IF3制限がRRNA合成のフィードバック阻害を破壊することを示しています。IF3レベルが低下すると、AUU-INFC-LACZ融合からの発現が増加しますが、発現はAUG-INFC-LACZ融合から減少し、それによりINFCの自発的調節のモデルを確認します。L20制限の影響は似ています。IPTGの低濃度で成長した細胞は、成長速度の減少、細胞L20濃度の減少、IF3濃度の変化なし、およびRNAのタンパク質とタンパク質の比率のわずかな増加を示しました。さらに、50年代のサブユニットの減少と、約41〜43秒での異常なリボソームピークの出現が見られます。以前の研究では、L20タンパク質が独自の遺伝子発現を負に制御することが示されています。L20の細胞濃度の低下は、RPLT-LACZ遺伝子融合の発現を抑制し、L20による自己性的調節を確認します。

To investigate the physiological roles of translation initiation factor IF3 and ribosomal protein L20 in Escherichia coli, the infC, rpmI and rpIT genes encoding IF3, L35 and L20, respectively, were placed under the control of lac promotor/operator sequences. Thus, their expression is dependent upon the amount of inducer isopropyl thiogalactoside (IPTG) in the medium. Lysogenic strains were constructed with recombinant lambda phages that express either rpmI and rplT or infC and prmI in trans, thereby allowing depletion of only IF3 or L20 at low IPTG concentrations. At low cellular concentration of IF3, but not L20, decreases and the growth rate slows. Furthermore, ribosomes run off polysomes, indicating that IF3 functions during the initiation phase of protein synthesis in vivo. During slow growth, the ratio of RNA to protein increases rather than decreases as occurs with control strains, indicating that IF3 limitation disrupts feedback inhibition of rRNA synthesis. As IF3 levels drop, expression from an AUU-infC-lacZ fusion increases, whereas expression decreases from an AUG-infC-lacZ fusion, thereby confirming the model of autogenous regulation of infC. The effects of L20 limitation are similar; cells grown in low concentrations of IPTG exhibited a decrease in the rate of growth, a decrease in cellular L20 concentration, no change in IF3 concentration, and a small increase in the ratio of RNA to protein. In addition, a decrease in 50S subunits and the appearance of an aberrant ribosome peak at approximately 41-43S is seen. Previous studies have shown that the L20 protein negatively controls its own gene expression. Reduction of the cellular concentration of L20 derepresses the expression of an rplT-lacZ gene fusion, thus confirming autogenous regulation by L20.