rpoB -rpoB

Az rpoB gén a bakteriális RNS polimeráz β alegységét kódolja . Az rpoB megtalálható a növényi kloroplasztokban is, ahol a plasztiddal kódolt RNS-polimeráz (PEP) béta alegységét képezi. A baktériumok transzkripciójának inhibitora, a tagetitoxin szintén gátolja a PEP -t, ami azt mutatja, hogy a növényekben található komplex nagyon hasonlít a baktériumokban található homológ enzimhez. 1342 aminosavat kódol, így a második legnagyobb polipeptid a baktériumsejtben. Ez a mutációk helye, amelyek rezisztenciát biztosítanak a rifamicin antibakteriális szerekkel, például a rifampinnal szemben . Az rpoB mutációi , amelyek rezisztenciát adnak a rifamicinekkel szemben, ezt a rifamicin kötőhely maradékainak RNS polimerázon keresztül történő megváltoztatásával teszik lehetővé, ezáltal csökkentve a rifamicin kötődési affinitását a rifamicinekhez

Egyes baktériumok több példányban tartalmazzák a 16S rRNS gént, amelyet általában molekuláris markerként használnak a filogenézis tanulmányozására . Ezekben az esetekben az rpoB gén használható a mikrobák sokféleségének vizsgálatára.

Gyógyszer-rezisztencia

Egy olyan baktériumban, amelyben nincs megfelelő mutáció (k) az rpoB -ben, a rifampicin a b -alegység villája közelében lévő helyhez kötődik, és megakadályozza, hogy a polimeráz bármely RNS -szekvencia több mint két vagy három bázispárát átírja, és leállítsa a fehérjék termelését a sejtben. Azok a baktériumok, amelyek mutációi a megfelelő lókuszban vannak az rpoB gén mentén, ellenállnak ennek a hatásnak.

A kezdeti vizsgálatokat Jin és Gross végezték, hogy olyan rpoB mutációkat hozzanak létre E. coliban, amelyek rezisztenciát biztosítottak a rifampicinnel szemben. Három mutációcsoportot azonosítottak, az I. klaszter az 507-533, a II. Klaszter az 563-572 és a III. Klaszter a 687. kodonnál. Ezen mutációk többsége 81 bázispár (bp) régióban található az I. klaszterben a "Rifampicin -rezisztencia -meghatározó régió (RRDR)". Ez az ellenállás tipikusan olyan mutációhoz kapcsolódik, amelyben a DNS -ben egy bázis helyettesített egy másikat, és az új szekvencia egy nagy oldallánccal rendelkező aminosavat kódol, amely gátolja a rifampicin molekulák kötődését a polimerázhoz.

További mutációk is előfordulhatnak a polimeráz β alegységében, amelyek a rifampicin kötőhelytől távol helyezkednek el, ami szintén enyhe rezisztenciát eredményezhet. Potenciálisan jelezheti, hogy e területek alakja befolyásolhatja a rifampicin kötőhely kialakulását.

A nukleinsav -szondák kimutathatják az rpoB mutációit , amelyek rifampicin -rezisztenciát eredményeznek. A Mycobacterium tuberculosis esetében a rifamicin-rezisztens mutációk leggyakrabban előforduló 516, 526 és 531 kodonjai (megegyezés szerint számozottak, mint az Escherichia coli rpoB esetében ). Ezek a mutációk magas rifampicin -rezisztenciát és viszonylag alacsony fitnesz -veszteséget eredményeznek. A Staphylococcus aureus esetében a leggyakrabban előforduló rifamicin-rezisztens mutáció az 526-os kodont érinti.

A rifampicinnel szembeni rezisztencia mellett bizonyos rpoB mutációkat azonosítottak a Vancomycin Intermediate S. aureus (VISA) törzsek 70% -ában .

Az rpoB mutációk élettani hatásai

Az rpoB gén mutációra érzékeny régiói jellemzően jól konzerváltak, jelezve, hogy fontosak az élet számára. Ez nagyon valószínűsíti, hogy ezeken a régiókon belüli mutációk valamilyen hatással vannak a szervezet általános alkalmasságára. Ezek a fiziológiai változások magukban foglalhatják a csökkent növekedési sebességet, a hőmérséklet emelkedésével vagy csökkenésével szembeni fokozott érzékenységet, valamint az RNS -lánc megnyúlásának és a transzkripció befejezésének tulajdonságainak megváltozását. Az ilyen változások azonban nem univerzálisak minden baktériumban. A M. tuberculosis 450. kodonjában bekövetkezett mutáció kisebb mértékű fitneszvesztéshez vezet, míg a S. aureus megfelelő mutációja olyan baktériumokat eredményez, amelyek alig képesek túlélni.

A Neisseria meningitidis rpoB mutációit megfigyelték, hogy fokozzák a szénhidrátok metabolizálásában részt vevő enzimek expresszióját, valamint a citromsav ciklusban és a transzkripció megnyúlásában részt vevő enzimek expresszióját . Ugyanakkor az ATP -termelésben, a sejtosztódásban és a lipid -anyagcserében részt vevő enzimek mind alulszabályozottak, vagy a normálisnál alacsonyabb szinten expresszálódnak.

Az M. tuberculosis mutációi az rpoB génben jelentősen felerősíthetik a poliketid szintetázt , ami potenciálisan a phtiocerol dimycocerosate, a M. tuberculosis által termelt lipid és a baktériumok virulenciájában szerepet játszó termelés fokozott termelésére utalhat . A mutációk szintén befolyásolják a promoter kötődését, megnyúlását, lezárását és a transzkripcióval összekapcsolt javítási folyamatokat magában az RNS-polimerázban. Emiatt az rpoB mutációkat használták a transzkripciós mechanizmusok tanulmányozására, mielőtt az érdeklődés az antibiotikum -rezisztencia közvetítésére való képességük felé fordult. Bizonyos mutációk akár M. tuberculosis törzseket is eredményezhetnek, amelyek jobban nőnek rifampicin jelenlétében, mint akkor, ha az antibiotikum nincs jelen.

Azokban a baktériumokban, amelyeket természetben előforduló antibiotikumok, például eritromicin ( Saccharopolyspora erythraea ) és vankomicin ( Amycolatopsis orientalis ) előállítására használnak, bizonyos rpoB mutációk fokozhatják az ilyen mutációjú baktériumok antibiotikum termelését.

Hivatkozások