BioScience Blog – Научный Биологический блог

В.Б. Паничкин

В геноме одноклеточной фототрофной цианобактерии Synechocystissp. PCC6803 обнаружено около 45 открытых рамок считывания, которые предположительно кодируют пептидазы. Для изучения функций белков, кодируемых этими генами, мы использовали метод инсерционного мутагенеза. На основании полной нуклеотидной последовательности генома Synechocystissp. PCC6803, синтезировали с помощью ПНР и клонировали фрагменты 20 генов пептидаз. В клонированные фрагменты вводили инсерции с генами устойчивости к канамицину или к гентамицину. Полученными конструкциями трансформировали клетки штамма дикого типа цианобактерии, отбирали устойчивые к антибиотику трансформанты, проводили их сегрегацию и проверяли на гомозиготность методом ПЦР.

Инактивация генов clpP1, clpP3, clpP4, clpX, clpB1 ведет к летальному исходу, что свидетельствует о том, что функции этих генов жизненно необходимы для цианобактерии. Гомозиготные инсерционные мутанты были получены по генам sppA1, sppA2, hhoA, hhoB, htrA, clpP2 и clpB2, aтакже по генам, кодирующим 3 различные процессирующие пептидазы, 3 аминопептидазы. Проведенный фенотипический и биохимический анализ мутантов позволил определить возможные функции некоторых из этих генов. Мутант по гену clpP2, кодирующему протеолитическую субъединицу АТФ-зависимой пептидазы clp способен расти только в условиях пониженной освещенности. Мутация в этом гене вызывает повышенную светочувствительность, что указывает на возможное участие этого гена в адаптивном ответе клеток на разную степень освещенности и в регуляции фотосинтеза. Продукт гена sppA1, очевидно, вовлечен в адаптацию клеток к высокой интенсивности света и кодирует пептидазу, ответственную за процессинг фикобилипротеинов фотосинтетических антенн.

Изучение мутантов, дефектных по различным пептидазам дает важную информацию о дифференциальной роли этих ферментов в процессах жизнедеятельности цианобактерий как модельных объектов изучения молекулярных механизмов фотосинтеза.