P.W. Postma1, J W Lengeler1, Gary R. Jacobson1
1E. C. Slater Institute, University of Amsterdam, The Netherlands
Tóm tắt
Nhiều vi khuẩn gram âm và gram dương tiếp nhận carbohydrate thông qua hệ thống phosphoenolpyruvate (PEP): phosphotransferase carbohydrate (PTS). Hệ thống này vận chuyển và phosphoryl hóa carbohydrate bằng cách tiêu tốn PEP và là chủ đề của bài đánh giá này. PTS bao gồm hai protein chung, enzyme I và HPr, cùng một số enzyme riêng biệt cho carbohydrate, được gọi là enzyme II. Các protein PTS là phosphoprotein, trong đó nhóm phospho được gắn vào một dư lượng histidine hoặc, trong một số trường hợp, một dư lượng cysteine. Sau khi enzyme I được phosphoryl hóa bởi PEP, nhóm phospho sẽ được chuyển giao cho HPr. Enzyme II cần thiết cho việc vận chuyển carbohydrate qua màng và chuyển giao nhóm phospho từ phospho-HPr tới carbohydrate. Các nghiên cứu sinh hóa, cấu trúc và di truyền phân tử đã chỉ ra rằng các enzyme II khác nhau có cùng cấu trúc cơ bản. Mỗi enzyme II bao gồm các miền cho các chức năng cụ thể, ví dụ, gắn kết carbohydrate hoặc phosphoryl hóa. Mỗi phức hợp enzyme II có thể bao gồm từ một đến bốn polypeptide khác nhau. Enzyme II có thể được chia thành ít nhất bốn lớp dựa trên sự tương đồng trong trình tự. Di truyền học của PTS là phức tạp, và sự biểu hiện của các protein PTS được điều chỉnh một cách tinh vi do các vai trò trung tâm của những protein này trong việc thu nhận dinh dưỡng. Ngoài các cơ chế điều hòa cổ điển như sự ức chế-kích hoạt liên quan đến các protein ức chế và kích thích, các loại điều hòa khác, chẳng hạn như kháng kết thúc, đã được quan sát thấy ở một số PTS. Ngoài vai trò của chúng trong vận chuyển carbohydrate, các protein PTS còn tham gia vào hóa hướng động hướng tới carbohydrate PTS. Hơn nữa, protein IIAGlc, một phần của PTS đặc hiệu cho glucose, là một protein điều hòa trung tâm mà ở trạng thái không phosphoryl hóa có thể gắn kết và ức chế một số hệ thống thu nhận không thuộc PTS và do đó ngăn cản sự xâm nhập của các yếu tố kích thích. Ở dạng phosphoryl hóa, P-IIAGlc tham gia vào việc kích hoạt adenylate cyclase và do đó trong việc điều hòa biểu hiện gen. Bằng cách cảm nhận sự hiện diện của carbohydrate PTS trong môi trường và điều chỉnh trạng thái phosphoryl hóa của IIAGlc, các tế bào có thể thích nghi nhanh chóng với những điều kiện thay đổi trong môi trường. Trong vi khuẩn gram dương, đã được chứng minh rằng HPr có thể được phosphoryl hóa bởi ATP trên một dư lượng serine và sự biến đổi này có thể thực hiện một chức năng điều hòa.
