Genome-wide analysis of Yvfi gene in bacillus subtilis

Abstract

Transkripsiyonel düzenleyici proteinleriden GntR ailesi yaygın olarak kanatlı sarmal-dönüş-sarmal motifi ile karakterize edilmişlerdir. GntR ailesine mensup, FadR alt grubunun üyesi olan proteinler aminoasit metabolizmasının regülasyonuyla ve aspartat, pirüvat, glikolat gibi metabolik yol izleriyle ilişkilidir. Bu çalışmanın da hedef aldığı, basilisin üretiminde gerekli olduğu da ortaya konmuş olan B. subtilis yvfI geninin GntR ailesi transkripsiyonel düzenleyici proteinleriyle benzerlik gösterdiği bilinmektedir. Bu sunulan çalışmada, YvfI transkripsiyonel faktörü tarafından etkilenmesi mümkün genleri tanımlayabilmek için YvfI kodlayamayan TEK1 mutantı ve kontrol suşu PY79 arasında, logaritmik faz sırasında ve durağan fazda detaylı karşılaştırmalı transkriptom analizi gerçekleştirilmiştir. Büyümenin durağan evresinde YvfI proteini tarafından düzenlenmiş bir çok yolizi tanımlanmasının keşfi sağlanmıştır. Ek olarak, logaritmik fazda YvfI proteinin birçok önemli metabolik prosesde görevli genleri düzenlemede rol aldığı gösterilmiştir. Bunların yanı sıra, karşılaştırmalı transkriptom çalışmaları IPTG ile indüklenen B. subtilis PY79 amyE::Pspac::yvfI, yvfI::Tn10 mutant suşu ve aynı suşun indüklenmeyen hali arasında yürütülmüştür. Bu çalışma YvfI'nın olağandan fazla düzeyde ifade edilmiş olmasının farklı elementlerin ve metabolizmaların uyarılmasına ya da baskılanmasına sebebiyet verdiği ortaya konmuştur. Ayrıca, bu araştırma 5'-RACE-PCR analizi ile yvfI geninin promotör bölgesinin tanımlanması ve yerinin saptanmasını amaçlanmaştır. Sonuç olarak yvfI transkripsiyonunun ? A-tipi promotör tarafından kontrol edildiği, yvfI gen dizisi ve promotör bölgesi üzerinde global düzenleyici proteinlerin bağlanma motifleri olduğu gösterilerek, bu genin quorum-sensing yol izi üzerinden düzenlendiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, YvfI'nın muhtelif düzenleyici davranışları YvfI'nın, bir çok değişik tipte regulona baskı ve indüksiyon uygulayarak düzenleyici aktivite gösteren GntR ailesine ait olduğu önerisi ile uyum göstermektedir.

Most characteristic trait of GntR family transcriptional repressors is their winged helix-turn-helix motif functioning as DNA binding domain. One of the subclasses of GntR-type proteins was identified to be FadR and FadR-like proteins function in regulation of amino acid metabolism and many pathways including aspartate, pyruvate, glycolate. This study focuses on a novel gene, yvfI, required for bacilysin biosynthesis in Bacillus subtilis and YvfI shows homology with GNTR regulatory proteins. The present research aimed to identify possible genes that are affected by YvfI transcriptional factor. Therefore comparative transcriptome analysis of control strain PY79 and its yvfI disrupted mutant, TEK1 has revealed that many pathways are regulated by YvfI during stationary phase of growth. YvfI was also found to participate in regulation of genes involved in a diverse types of metabolic processes during exponential phase of growth. Furthermore, comparative studies were performed between IPTG induced and non-induced version of ?B. subtilis PY79 amyE::Pspac::yvfI, yvfI::Tn10? mutant strain. This study clarified that when overexpression achieved, YvfI gets related with the regulation of many elements and metabolic pathways. Moreover, identification and localization of promoter region of yvfI gene by 5?-RACE-PCR analysis showed that yvfI transcription was controlled from a ? A-type promoter and consisted of Spo0A, three putative AbrB and one CodY binding consensus sequences. This result indicated that this gene is regulated by global regulatory proteins through quorum-sensing pathway. Hence, as a conclusion, varied regulatory behavior of YvfI further strengtened the proposition that YvfI belongs to GntR family regulatory proteins.