天蓝色链霉菌全局性氮代谢调控蛋白GlnR参与负调控与碳转运相关的agl3EFGXYZ operon转录的机理解析

Actinomycetes are the main producers of antibiotics, whose metabolisms, including carbon metabolism, nitrogen metabolism and phophate metabolism are closely related to the production of antibiotics. In the model actinomycete Streptomyces coelicolor, GlnR is characterized as the global regulator for nitrogen metabolism and regulates the expression of most nitrogen metabolism-associated genes. Up to date, there is no direct evidence that GlnR is involved in the regulation of other pathways besides the nitrogen metabolism. In our recent study, a new GlnR target (agl3EFGXYZ operon) was identified. In the operon, agl3EFG encode an ABC-type transporter and are regulated by a neighboring GntR-family regulator Agl3R responding to the extracellular carbon sources. Based on the previous findings, we are to further characterize the mechanism of the regulation of agl3EFGXYZ by GlnR and Agl3R responding to extracellular nitrogen and carbon sources. The work can help better understand the mechanism for bacteria to adapt to environmental changes of carbon and nitrogen sources. Moreover, the work can reveal the complex role of GlnR and will provide the direct evidence for the close relationship between the two metabolism pathways in S. coelicolor.

放线菌是抗生素的主要生产菌，其抗生素的产量与代谢调控紧密相关。在模式天蓝色链霉菌中，目前已经成功鉴定GlnR为氮代谢的全局性调控蛋白，调控与氮代谢相关的大多数基因的表达。但GlnR是否参与其它代谢途径的调控，目前没有深入的研究。 在近期工作中，我们发现了一个新的GlnR靶标基因（agl3EFGXYZ 操纵元），其中agl3EFG编码ABC Transporter，负责外界碳源的转运。之前报道显示该操纵元的转录受外界碳源的影响，并被相邻的一个GntR类调控蛋白Agl3R调控。我们的研究发现该操纵元的转录同时受到GlnR的负调控。本项目将在前期发现的基础上，进一步研究GlnR如何与Agl3R共同调控该操纵元的表达，并探讨不同碳、氮源相互影响该操纵元表达的机制，以期了解菌体是如何灵活地感受并适应外界环境的变化。该工作不仅能揭示GlnR蛋白的多效性，也是碳、氮代谢密切联系的直接证据。

放线菌是抗生素的主要生产菌，其抗生素的产量与代谢调控紧密相关。在模式天蓝色链霉菌中，目前已经成功鉴定GlnR为氮代谢的全局性调控蛋白，调控与氮代谢相关的大多数基因的表达。但GlnR是否参与其它代谢途径的调控，目前没有深入的研究。在该项目中，我们发现了一个新的GlnR靶标基因（agl3EFGXYZ 操纵子），其中agl3EFG编码ABC Transporter，负责外界碳源的转运。之前报道显示该操纵子的转录受外界碳源的影响，并被相邻的一个GntR类调控蛋白Agl3R调控。我们的研究发现该操纵子的转录同时受到GlnR的负调控。本项目在前期发现的基础上，研究发现GlnR与Agl3R分别感受外界不同的碳氮源信号，协同调控该操纵子的表达，以帮助菌体灵活地适应外界环境的变化。该工作不仅能揭示GlnR蛋白的多效性，也是碳、氮代谢密切联系的直接证据。