El operón GABA es responsable de convertir el γ-aminobutirato ( GABA ) en succinato . El operón GABA incluye tres genes estructurales , gabD , gabT y gabP , que codifican semialdehído deshidrogenasa succinato, GABA transaminasa y GABA permeasa, respectivamente. Hay un gen regulador csiR aguas abajo del operón que codifica un supuesto represor transcripcional [1] y se activa con la restricción de nitrógeno.
El operón GABA se ha identificado en Escherichia coli y se han encontrado homólogos significativos para las enzimas en organismos como Saccharomyces cerevisiae , ratas y humanos [2] .
La restricción de nitrógeno es una condición para activar los genes GABA. Las enzimas producidas por estos genes convierten el GABA en succinato, que luego se incorpora al TCA para ser utilizado como fuente de energía. También se sabe que el operón GABA promueve la homeostasis de las poliaminas durante el crecimiento bajo restricción de nitrógeno y mantiene altas concentraciones de glutamato intrínseco bajo estrés. [3]
El operón GABA consta de tres genes estructurales:
El gen GabT codifica la transaminasa GABA, una enzima que cataliza la conversión de GABA y 2-oxoglutarato en succinato semialdehído y glutamato. El succinato de semialdehído luego se oxida a succinato por la deshidrogenasa de succinato de semialdehído (que está codificada por el gen gabP), ingresando así al CTC como una fuente de energía útil. El operón GABA promueve la homeostasis de poliaminas como la putrescina durante el crecimiento limitado por nitrógeno. También es conocido por su papel en el mantenimiento de altas concentraciones de glutamato interno bajo estrés.
La expresión génica en el operón está impulsada por tres promotores regulados diferencialmente , [4] dos de los cuales están impulsados por RpoS que codifica el factor sigma σ S.
El promotor csiD ( csiD p ) es esencial para la expresión de los genes csiD (genes inducidos por inanición de carbono), ygaF y GABA. СsiD p se activa solo en condiciones de falta de carbono y la fase estacionaria, durante la cual el cAMP se acumula en altas concentraciones en la célula. La unión de AMPc a la proteína receptora de AMPc (CRP) hace que la CRP se una fuertemente a un sitio de ADN específico en el promotor 'csiD p , activando así la transcripción de genes cadena abajo del promotor.
gabD p1 proporciona un control adicional de gabDTP en la región. gabD p1 activa σ S causando condiciones tales como cambios hiperosmóticos y ácidos distintos de la inanición y la fase estacionaria. El promotor gabD p2 , por otro lado, depende de σ 70 y se activa con la restricción de nitrógeno. En condiciones de restricción de nitrógeno, el regulador de nitrógeno Nac se une a un sitio situado aguas arriba del promotor que expresa los genes GABA. Los genes GABA, cuando se activan, producen enzimas que convierten el GABA en succinato.
RepresiónLa presencia de nitrógeno activa el gen csiR corriente abajo del gen gabP . El gen csiR codifica una proteína que actúa como un represor transcripcional de los operones csiD-ygaF-GABA , por lo que desactiva la degradación de la vía GABA.
La degradación de las vías GABA existe en casi todos los organismos eucariotas y se produce bajo la acción de enzimas similares. Aunque el GABA en E. coli se usa principalmente como una fuente de energía alternativa, el GABA en los organismos eucariotas superiores actúa como un neurotransmisor inhibidor y también como un regulador del tono muscular. Las vías de degradación de GABA en eucariotas son responsables de la inactivación de GABA.
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