Phylogenetic tree of TRAP transporter substrate-binding protein TeaA
浸透圧調節物質取り込み
概要
浸透圧調節物質 (osmoprotectant, osmolyte) は適合溶質 (compatible solute) とも呼ばれる水溶性の低分子有機化合物で、
高浸透圧下で細胞内に取り込むことで細胞内の水分を維持し、タンパク質などの生体内分子を浸透圧ストレスから保護する。
機能に関する知見
機能を示すメカニズム
細菌の浸透圧調節物質取り込みは主に5つのシステムに分けられる。
- ABC transporter
- BCCT transporter
- MFS transporter
- SSS family
- TRAP transporter
同じシステム内でも生物により基質の選択性は多様である。
タンパク質モチーフ情報とアミノ酸配列の相同性から各システム内から浸透圧調節物質に基質特異性のある遺伝子を選択することはできるが、基質毎に抽出することは難しい。
そのため、MiFuPではFunction をUptake of osmoprotectant として作成した。
TRAP transporterについては固有のモチーフがなかったため、各コンポーネントのルール作成ではTriggerにBLASTPのスコアを採用した。
それぞれBLASTヒットエントリーで系統樹を作成したところ、ほぼ同様の結果となった。
図中の縦線はsubstrate-binding protein (TeaA)のスコア設定でカバーしている範囲で、他のコンポーネントでも TeaA でカバーした菌がはずれない値に調整した。
機能を持つことが知られている生物
| system | substrate(s) | gene | organism | reference |
|---|---|---|---|---|
| ABC | ectoine | ehuA, ehuB, ehuC, ehuD | Rhizobium meliloti | PMID: 15687193 |
| ABC | glycine betaine, L-proline | proV, proW, proX opuAA, opuAB, opuAC | Escherichia coli (strain K12) Bacillus subtilis (strain 168) | PMID: 14612446 PMID: 16445940 |
| ABC | carnitine | opuCA, opuCB, opuCC, opuCD | Listeria monocytogenes serotype 1/2a | PMID: 12039715 |
| BCCT | choline | betT | Escherichia coli (strain K12) | PMID: 1956285 |
| BCCT | glycine betaine | opuD ApBetT | Bacillus subtilis (strain 168) Aphanothece halophytica | PMID: 8752321 PMID: 16957224 |
| BCCT | ectoine | ectM | Marinococcus halophilus | PMID: 14872322 |
| BCCT | carnitine, choline, glycine betaine | betU ectT | Escherichia coli (strain K12) Virgibacillus pantothenticus | PMID: 14702297 PMID: 21764932 |
| BCCT | L-carnitine/gamma-butyrobetaine | caiT | Escherichia coli (strain K12) | PMID: 12163501 |
| MFS | ectoine, glycine betaine, pipecolic acid, proline | ousA | Dickeya dadantii (strain 3937) | PMID: 8550465 |
| SSS | proline | opuE putP | Escherichia coli (strain K12) Bacillus subtilis (strain 168) | PMID: 3053649 PMID: 11902719 |
| TRAP | ectoine, hydroxyectoine | teaA, teaB, teaC | Halomonas elongata | PMID: 12003950 |
参考文献
- Kelly, D. J. and Thomas, G. H. (2001). The tripartite ATP-independent periplasmic (TRAP) transporters of bacteria and archaea. FEMS Microbiol Rev. 25(4):405-424. PMID: 11524131
- Ly, A. et al. (2004). Osmoregulatory systems of Escherichia coli: identification of betaine-carnitine-choline transporter family member BetU and distributions of betU and trkG among pathogenic and nonpathogenic isolates. J Bacteriol. 186(2):296-306. PMID: 14702297
- Ziegler, C. et al. (2010). The BCCT family of carriers: from physiology to crystal structure. Mol Microbiol. 78(1):13-34. PMID: 20923416
MiFuPへのリンク
- NFUNC_0061 Uptake of osmoprotectant
NRULE_0213 Osmoprotectant ABC transporter substrate-binding protein
NRULE_0214 Osmoprotectant ABC transporter permease protein
NRULE_0215 Osmoprotectant ABC transporter ATP-binding protein
NRULE_0216 Ectoine ABC transporter substrate-binding protein
NRULE_0217 Ectoine ABC transporter permease protein
NRULE_0218 Ectoine ABC transporter permease protein
NRULE_0219 Ectoine ABC transporter ATP-binding protein
NRULE_0220 BCCT family transporter
NRULE_0221 Osmoprotectant transporter
NRULE_0222 Sodium/proline symporter
NRULE_0223 TRAP transporter substrate-binding protein TeaA
NRULE_0224 TRAP transporter small transmembrane protein TeaB
NRULE_0225 TRAP transporter large transmembrane protein TeaC
（更新日 2014/03/12）