Rhodobacter sphaeroidesにおけるCbbxyzオペロンの分析

Rhodobacter sphaeroides の I 型リブロース 1,5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ (RubisCO) 遺伝子の下流に、cbbX、cbbY、および cbbZ の 3 つの遺伝子が見つかりました。化学独立栄養細菌と同様に、cbbZ はホスホグリコール酸ホスファターゼ (PGP) をコードすることが示されていますが、cbbX と cbbY の正体は不明です。cbbXYZ 遺伝子産物の生理学的機能を決定するために、遺伝子が不活化された R. sphaeroides 株を構築し、増殖表現型と RubisCO および PGP のレベルに従って、得られた変異株を特徴付けました。cbbX の変異のみが、認識可能な表現型、つまり光合成独立栄養性増殖の障害を引き起こしました。どの変異体でも PGP 活性は観察されず、3 つの遺伝子が転写的に関連していることが示唆されました。CBBX変異体の自発的化学独立栄養性コンピテント誘導体を用いた研究では、cbbXYZ遺伝子産物が化学独立栄養性増殖に必須ではないことが示唆された。さまざまな生育条件下で生育した野生型株、およびカルビン・ベンソン・バッシャム回路の構造遺伝子および調節遺伝子に変異を含むさまざまな株で測定された PGP 活性は、cbb(I) オペロンの転写が下流のオペロンの発現に影響を与えることを示しました。cbbXYZオペロン。

Three genes, cbbX, cbbY, and cbbZ were found downstream from the form I ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) genes of Rhodobacter sphaeroides. As in chemoautotrophic bacteria, cbbZ was shown to encode phosphoglycolate phosphatase (PGP), whereas the identities of cbbX and cbbY are not known. To determine the physiological function of the cbbXYZ gene products, we constructed R. sphaeroides strains in which the genes were inactivated and characterized the resultant mutant strains according to growth phenotype and levels of RubisCO and PGP. Only a mutation in cbbX resulted in a discernible phenotype, namely, impaired photoautotrophic growth. No PGP activity was observed in any of the mutants, suggesting that the three genes are transcriptionally linked. Studies with a spontaneous chemoautotrophic competent derivative of the CBBX mutant suggested that the cbbXYZ gene products are not essential for chemoautotrophic growth. PGP activity determined in the wild-type strain grown under a variety of growth conditions, and in various strains containing mutations in Calvin-Benson-Bassham cycle structural and regulatory genes, indicated that transcription of the cbb(I) operon influenced expression of the downstream cbbXYZ operon.