細菌轉錄蛋白sigma54第三區域七重複疏水性胺基酸的突變研究

Sigma 54 是細菌體內一種次要的轉錄因子，它與主要的轉錄因子sigma 70 不同，但是其轉錄機制與真核的RNA polymerase II所主導轉錄機制很 像，包括都需要ATP的水解，才能促使雙股DNA的分離；都需要活化子才能 促進轉錄的起始；本身具有和pol II轉錄因子相似的motifs，例如 Leucine repeat motifs、glutamine-rich domain、helix-turn-helix motif、strong acidic region。因此，sigma 54提供了一個研究轉錄機 制的系統。Sigma 54含有兩個hydrophobic heptad repeats，分別位於 Region I和Region III，先前Region I和Region III的deletion 實驗， 顯示它們可能共同形成σ54-dependent glnAp2 promoter上-12 region的 結合能力。再者Region I的Leucine 25 改成Proline的點突變研究以及 hydrophobic heptad repeat上的Leucine或Isoleucine改為親水性Serine 的點突變和多重點突變研究，均證明了Region I的hydrophobic heptad repeat可能形成α-helix結構，主導全脢結合於適當的promoter -12區域 ，進而起始轉錄。在本篇論文中我們針對Region III的hydrophobic heptad repeat進行了一系列的點突變和多重點突變研究，並分析各種突 變型σ54蛋白之功能。研究結果顯示在單點突變中IS171EK176較IS165 EK169對σ54的轉錄活性影響為大。DMS footpinting顯示IS172EK176在 glnAp2 promoter -12 區域，只有部份結合能力。另外，其mRNA產量亦較 wild-type者降低，然而IS172EK176影響轉錄活性的程度並不及Region I 的單點突變。至於IS165EK169σ54則和wild-typeσ54在功能上有相似的 特性，這個結果和早先LS179的功能相似。本篇論文亦完成了多個Region III hydrophobic heptad repeat的雙重點突變，以及Region I與Region III單點突變的結合突變，這些突變sigma 54可以提供作為進一步研究分 析sigma54 中兩個hydrophobic heptad repeats的相關性，以及sigma 54各作用區和核心脢及活化子間的互動關係。