Guanosine pentaphosphate
(p) ppGpp, குவானோசின் பென்டாபாஸ்பேட் மற்றும் டெட்ராபாஸ்பேட், "மேஜிக் ஸ்பாட்" நியூக்ளியோடைடுகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, அவை அமினோ அமிலங்களின் பற்றாக்குறை இருக்கும்போது ஆர். என். ஏ தொகுப்பைத் தடுக்கும் பாக்டீரியாவில் கடுமையான பதிலில் ஈடுபடும் அலாரமோன்கள் ஆகும். (p) ppGpp இன் இந்த தடுப்பு உயிரணுவில் உள்ள மாற்றத்தைக் குறைத்து, அமினோ அமிலங்களைப் பாதுகாக்கிறது. மேலும், பி. பி. ஜி. பி. பி மற்றும் பி. பி. பி. ஜி. பி. பி ஆகியவை அமினோ அமிலம் உறிஞ்சுதல் (சுற்றியுள்ள ஊடகங்களிலிருந்து) மற்றும் உயிர்ச்சேர்க்கைக்கான மரபணுக்கள் போன்ற மன அழுத்த பதிலில் ஈடுபட்டுள்ள பல மரபணுக்களின் மேல்நிலைக் கட்டுப்பாட்டை ஏற்படுத்துகின்றன. டிஸ்கவரி ppGpp மற்றும் pppGpp முதன்முதலில் 1969 இல் மைக்கேல் காசெல் என்பவரால் அடையாளம் காணப்பட்டன. அமினோ அமிலங்களுக்காக பட்டினியால் வாடும் எஸ்செரிச்சியா கோலி செல்களில் இந்த நியூக்ளியோடைடுகள் வேகமாக குவிவது கண்டறியப்பட்டது மற்றும் ரைபோசோமல் மற்றும் பரிமாற்ற ஆர்என்ஏக்களின் தொகுப்பைத் தடுக்கிறது. கார்பன் மற்றும் பாஸ்பேட் பட்டினி உள்ளிட்ட பிற அழுத்தங்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் (p) ppGpp உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது என்பது இப்போது அறியப்படுகிறது. வரலாற்று ரீதியாக, (p) ppGpp ஐச் சுற்றியுள்ள இலக்கியங்கள் பாக்டீரியா அழுத்த பதில்களில் அதன் பங்கு குறித்த முரண்பட்ட கண்டுபிடிப்புகள் மற்றும் தகவல்களை வழங்கியுள்ளன. (p) ppGpp E.coli இல்லாதது குவானோசின் பென்டாபாஸ்பேட்டை விட குவானோசின் டெட்ராபாஸ்பேட்டின் குவிப்புக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டதாக காட்டப்படுகிறது. (p) ppGpp இன் முழுமையான இல்லாமை பல அமினோ அமிலத் தேவைகள், வயதான கலாச்சாரங்களின் மோசமான உயிர்வாழ்வு, மாறுபட்ட உயிரணு பிரிவு, உருவவியல் மற்றும் இயலாமை, அத்துடன் பட்டினிக்குள் நுழையும் போது வளர்ச்சி முறையில் பூட்டப்படுவதை ஏற்படுத்துகிறது. (p) ppGpp இன் தொகுப்பு மற்றும் சீரழிவு (p) ppGpp இன் தொகுப்பு மற்றும் சீரழிவு பாக்டீரியா மாதிரி உயிரினமான எஸ்செரிச்சியா கோலியில் மிகவும் விரிவாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. (p) ppGpp தொகுப்பு (p) ppGpp இல் RelA இன் பங்கு pppGpp சிந்தேஸ் வழியாக உருவாக்கப்படுகிறது, இது RelA என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது pppGpp இலிருந்து pppGpp க்கு pppGpp பாஸ்போஹைட்ரோலேஸ் வழியாக மாற்றப்படுகிறது. ரெலா இருநூறு ரைபோசோம்களில் ஒவ்வொன்றுடனும் தொடர்புடையது, மேலும் சார்ஜ் செய்யப்படாத பரிமாற்ற ஆர். என். ஏ (டி. ஆர். என். ஏ) மூலக்கூறு ரைபோசோமின் ஏ தளத்திற்குள் நுழையும் போது, டி. ஆர். என். ஏ-க்குத் தேவையான அமினோ அமிலத்தின் பற்றாக்குறை காரணமாக இது செயல்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு பிறழ்ந்த பாக்டீரியா ரிலேஏ-ஆக இருந்தால் அது தளர்த்தப்பட்டதாகக் கூறப்படுகிறது மற்றும் அமினோ அமிலம் இல்லாததால் ஆர்என்ஏ உற்பத்தியின் கட்டுப்பாடு எதுவும் காணப்படவில்லை. (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி சிதைவு ஈ. கோலை (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி, எஸ். பி. ஓ. டி ஆகியவற்றின் சீரழிவுக்கு காரணமான இரண்டாவது புரதத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. உயிரணுவில் உள்ள அமினோ அமில சமநிலை மீட்டெடுக்கப்படும்போது, (p) ppGpp SpoT ஆல் நீராற்பகுக்கப்பட்டு மேலும் ஆற்றல் ரீதியாக சாதகமான நிலைக்குத் திரும்புகிறது. இந்த புரதம் (p) ppGpp ஐ ஒருங்கிணைக்கும் திறனையும் கொண்டுள்ளது, மேலும் மன அழுத்தத்தின் சில நிலைமைகளின் கீழ் முதன்மை சிந்தேஸாகத் தெரிகிறது. பெரும்பாலான பிற பாக்டீரியாக்கள் ஒரு புரதத்தை குறியாக்கம் செய்கின்றன, இது (p) ppGpp இன் தொகுப்பு மற்றும் சீரழிவு ஆகிய இரண்டிற்கும் காரணமாகும், பொதுவாக SpoT இன் ஒத்த சொற்கள். (p) ppGpp இன் (p) ppGpp இலக்குகளின் இலக்குகளில் rRNA செயல்பாடுகள் அடங்கும், அவற்றில் E.coli இல் ஏழு உள்ளன, இவை அனைத்தும் 2 விளம்பரதாரர்களைக் கொண்டுள்ளன. (p) ppGpp ஊக்குவிப்பாளருடன் இணைந்தால் அது ஆர்என்ஏ பாலிமரேஸ் நொதியின் பிணைப்பு மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனைத் தொடங்கும் திறனை பாதிக்கிறது. (p) ppGpp டிஎன்ஏவில் ஆர்என்ஏ பாலிமரேஸ் உருவாக்கிய திறந்த வளாகத்தின் ஸ்திரத்தன்மையை பாதிக்கலாம், எனவே விளம்பரதாரர் அனுமதியை பாதிக்கலாம் என்று கருதப்படுகிறது. அதன் இருப்பு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் நீளத்தின் போது இடைநிறுத்தத்தின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது மற்றும் இது நியூக்ளியோசைடு ட்ரைபாஸ்பேட் அடி மூலக்கூறுகளுடன் போட்டியிடுகிறது. நியூக்ளியோசைடு ட்ரைபாஸ்பேட் (என். டி. பி) அடி மூலக்கூறு செறிவுகளை விட (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி என்பது வளர்ச்சி விகிதக் கட்டுப்பாட்டை தீர்மானிப்பதாகும் என்று இப்போது ஒருமித்த கருத்து உள்ளது. பாக்டீரியா உடலியல் மீது (p) ppGpp இன் தாக்கம் புரதத் தொகுப்பு ppGpp ஐத் தடுப்பதன் மூலம் வளர்ச்சியைத் தடுப்பது IF2-மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்ட fMet-Phe துவக்க டைபெப்டைட் உருவாக்கத்தைத் தடுக்கிறது, அநேகமாக 30S மற்றும் 50S துணை அலகு தொடர்புகளில் தலையிடுவதன் மூலம். அமினோ அமில பட்டினியின் போது ஈ. கோலை pppGpp ஐ விட அதிக ppGpp ஐ குவிக்கிறது, மேலும் ppGpp pppGpp ஐ விட 8 மடங்கு அதிக செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது. அதேசமயம் பி. சப்டிலிஸ் பி. பி. ஜி. பி. பி. யை விட அதிக பி. பி. பி. ஜி. பி. பி குவிக்கிறது. டிஎன்ஏ ரெப்ளிகேஷனைத் தடுப்பது ஈ. கோலை அமினோ அமில பட்டினியில் டிஎன்ஏ ரெப்ளிகேஷனைத் தடுத்தது, ஓரிசியில் துவக்க கட்டத்தில், டிஎன்ஏஏ ரெப்ளிகேஷன் துவக்க புரதத்தின் பற்றாக்குறை காரணமாக இருக்கலாம். பி. சப்டிலிஸில், (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி குவிப்பு காரணமாக ஏற்படும் ரெப்ளிகேஷன் கைது ஒரு ஆர். டி. பி புரதத்தை குறிப்பிட்ட தளங்களுடன் பிணைப்பதன் மூலம் ஏற்படுகிறது, இது இரண்டு திசைகளிலும் ஓரிகியிலிருந்து சுமார் 100-200 கேபி தொலைவில் உள்ளது. டிஎன்ஏ ப்ரைமேஸ் (டிஎன்ஏஜி) நேரடியாக (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி மூலம் தடுக்கப்பட்டது. ஈ. கோலை போலல்லாமல், பி. சப்டிலிஸ் பி. பி. ஜி. பி. பி. யை விட அதிக பி. பி. பி. ஜி. பி. பி குவிக்கிறது; அதிக அளவில் உள்ள நியூக்ளியோடைடு அதிக ஆற்றல் கொண்ட டி. என். ஏ. ஜி தடுப்பானாக உள்ளது. பாதுகாக்கப்பட்ட, சிறிய ஜிடிபேஸ் புரதக் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த ஓ. பி. ஜி புரதத்துடன் பி. பி. ஜி. பி. பி பிணைக்க முடியும். ஓ. பி. ஜி புரதம் சிக்மா பி இன் மன அழுத்த செயல்பாட்டிற்கு தேவையான பல கட்டுப்பாட்டாளர்களுடன் (ஆர். எஸ். பி. டி, ஆர். எஸ். பி. டபிள்யூ, ஆர். எஸ். பி. எக்ஸ்) தொடர்பு கொள்கிறது. பேஜ் பிரதி மற்றும் வளர்ச்சியில் தாக்கம் புரவலனின் (p) ppGpp அளவுகள் பேஜ் லாம்ப்டா வளர்ச்சிக்கு ஒரு சென்சாராக செயல்படுவதாகத் தெரிகிறது, இது முதன்மையாக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனை பாதிக்கிறது. மிதமான பி. பி. ஜி. பி. பி அளவுகள் விவோவில் பி. ஆர் மற்றும் செயலில் உள்ள பி. இ, பி. ஐ மற்றும் பிக்யூ விளம்பரதாரர்களைத் தடுக்கின்றன, மேலும் லைசோஜெனிக்கு சாதகமாகத் தோன்றும் விட்ரோவில் விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன. இதற்கு மாறாக, (p) ppGpp இன் இல்லாத அல்லது அதிக செறிவுகள் லைசிஸுக்கு சாதகமாக உள்ளன. மிதமான பி. பி. ஜி. பி. பி அளவுகள் குறைந்த எச். எஃப். எல். பி (எஃப். டி. எஸ். எச்) க்கு வழிவகுப்பதன் மூலம் லைசோஜெனிக்கு சாதகமாக உள்ளன. பி. பி. ஜி. பி இல்லாதபோது அல்லது அதிகமாக இருக்கும்போது, எச். எஃப். எல். பி புரோட்டீஸ் அளவுகள் அதிகமாக இருக்கும்; இது குறைந்த சிஐஐக்கு (லைசோஜெனியை ஊக்குவிக்கும் பேஜ் புரதம்) வழிவகுக்கிறது மற்றும் லைசிஸை ஆதரிக்கிறது. டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனில் தாக்கம் பாதிக்கப்பட்ட விளம்பரதாரர்களின் பண்புகள் (p) ppGpp ஆல் தடுக்கப்படும் விளம்பரதாரர்களின் முக்கிய கூறுகளில் ஒன்று GC-நிறைந்த டிஸ்கிரிமினேட்டர் இருப்பது, இது TATA-பெட்டி (-10 பெட்டி) மற்றும் + 1 nt (+ 1 என்பது டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் தொடக்க தளம்) இடையே ஒரு பகுதி என்று வரையறுக்கப்படுகிறது. ppGpp ஆல் எதிர்மறையாக கட்டுப்படுத்தப்படும் விளம்பரதாரர்கள் 16-பிபி இணைப்பியைக் கொண்டுள்ளனர், இது 17-பிபி ஒருமித்த கருத்துக்கு மாறாக உள்ளது. பி. பி. ஜி. பி. பி. ஆல் செயல்படுத்தப்படும் விளம்பரதாரர்கள் ஏடி-ரிச் டிஸ்கிரிமினேட்டர் மற்றும் லிங்கர் லிங்கர்களைக் கொண்டிருப்பதாகத் தெரிகிறது (எடுத்துக்காட்டாக, அவரது விளம்பரதாரர் லிங்கர் 18 பிபி ஆகும்). RNAP என்பது RNAP என்பது ppGpp இன் இலக்காக இருந்தது என்பதைக் குறிக்கும் இலக்கு மரபணு சான்றாகும், இது M + பிறழ்வுகள் (கடுமையான RNAP பிறழ்வுகள் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) உடற்கூறியல் மற்றும் (p) ppGpp ஆல் வழங்கப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஒழுங்குமுறையின் இன் விட்ரோ மற்றும் விவோ பிரதிபலிப்பைக் காட்டுகின்றன என்ற கண்டுபிடிப்பிலிருந்து வந்தது. RNAP உடன் ppGpp ஐ குறுக்கு இணைப்பது இந்த கருத்தை வலுப்படுத்தியது. ppGpp க்கும் RNAP க்கும் இடையிலான தொடர்புக்கான கட்டமைப்பு விவரங்கள், வினையூக்கி மையத்திற்கு அருகில் RNAP இன் இரண்டாம் நிலை சேனலில் ppGpp ஐ நிலைநிறுத்திய கோக்ரிஸ்டல்களின் பகுப்பாய்விலிருந்து வந்தன. டி. கே. எஸ். ஏ ஆக்மென்ட்ஸ் ரெகுலேஷன் டி. கே. எஸ். ஏ ஒரு 17-கே. டி. ஏ புரதமாகும், அதன் அமைப்பு கிரேஏ மற்றும் கிரேபி போன்றது, அவை நன்கு வகைப்படுத்தப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் நீளப்படுத்தும் காரணிகளாகும். கிரேஏ மற்றும் கிரேபி டிஎன்ஏவை விட ஆர்என்ஏபி உடன் நேரடியாக பிணைக்கப்பட்டு, ஆர்என்ஏபி இரண்டாம் நிலை சேனல் மூலம் தங்கள் என்-முனைய சுருள்-சுருள் விரல் களத்தை செருகுவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன. விரல் களத்தின் முனையில் இரண்டு பாதுகாக்கப்பட்ட அமில எச்சங்கள் ஆர்என்ஏபி இன் பின்னோக்கிய ஆர்என்ஏவை பிளவுபடுத்துவதற்கான உள்ளார்ந்த திறனைத் தூண்டுவதற்கு அவசியம். டி. கே. எஸ். ஏ அதன் விரல் முனையில் இரண்டு அமில எச்சங்களையும் கொண்டுள்ளது, ஆனால் இது நியூக்ளியோலிடிக் பிளவு செயல்பாட்டைத் தூண்டாது. அதற்கு பதிலாக, பாலிமரைசேஷனுக்கு முக்கியமான Mg2 + அயனியின் பரஸ்பர ஒருங்கிணைப்பு மூலம் RNAP உடன் ppGpp பிணைப்பை உறுதிப்படுத்த இந்த எச்சங்கள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் தடுப்பு மற்றும் செயல்படுத்தல் ppGpp ரைபோசோமல் விளம்பரதாரர்களிடமிருந்து டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனை நேரடியாகத் தடுக்கிறது. ஒரு மாதிரி ppGpp மற்றும் DksA ஒன்றாக RNAP ஆல் டிஎன்ஏவில் உருவாக்கப்பட்ட திறந்த வளாகங்களின் ஸ்திரத்தன்மையை சுயாதீனமாக குறைக்கிறது. மற்றொரு மாதிரி ட்ராப் மெக்கானிசம் ஆகும். இந்த மாதிரியில், RNAP மூடப்பட்ட வளாகங்களில் ppGpp ஆல் சிக்கிக் கொள்கிறது மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனைத் தொடங்க முடியவில்லை. எனவே, ppGpp பல நிலைகளில் செயல்படுவதாகத் தெரிகிறது, மேலும் அதன் செயல்பாட்டின் வழிமுறை பல காரணிகளின் சிக்கலான விளைவாகும், உள்ளார்ந்த விளம்பரதாரர் பண்புகள் அவற்றில் மிகக் குறைவாக இல்லை. ppGpp மூலம் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் செயல்படுத்தல் நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ இருக்கலாம். கொடுக்கப்பட்ட விளம்பரதாரரிடமிருந்து டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனை அதிகரிக்க ஆர். என். ஏ. பி. பி. ஜி. பி. பி, டி. கே. எஸ். ஏ அல்லது இரண்டும் போன்ற விளைபொருள்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது நேரடி செயல்படுத்தல் ஏற்படுகிறது. ஒரு விளம்பரதாரரின் இந்த செயல்களால் மறைமுகமாக செயல்படுத்தப்படுவது மற்ற (வலுவான) விளம்பரதாரர்களின் தடுப்பை நம்பியுள்ளது, இது ஆர். என். ஏ. பி கிடைப்பதை அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது, இது மறைமுகமாக டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் துவக்கத்தை செயல்படுத்துகிறது. ppGpp மூலம் நேரடியாக செயல்படுத்தப்படும் விளம்பரதாரர்களில் PargI, PthrABC, PlivJ மற்றும் PhisG ஆகியவை அடங்கும். மறைமுகமாக செயல்படுத்தும் ஊக்குவிப்பாளர்கள் சிக்மா காரணிகளைச் சார்ந்து உள்ளனர்ஃ எஸ், எச், என், இ. ஆர்ஆர்என் போன்ற வலுவான ஊக்குவிப்பாளர்கள் தடுக்கப்படும்போது, இந்த மாற்று சிக்மா காரணிகளுக்கு அதிக ஆர்என்ஏபி கிடைக்கிறது. நோய்க்கிருமி உருவாக்கம் மற்றும் (p) ppGpp (p) ppGpp இல்லாதபோது, ஆய்வு செய்யப்பட்ட உயிரினத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும் காரணங்களுக்காக நோய்க்கிருமி பாதிக்கப்படுகிறது. ரிலேஏ மற்றும் ஸ்போட் மரபணுக்களை நீக்குவது, ஆனால் ரிலேஏ மட்டும் அல்ல, ஒரு (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி. 0 நிலையை அளித்தது, இதன் விளைவாக எலிகளில் வலுவான அட்டெனுயேஷன் மற்றும் விட்ரோவில் ஊடுருவல் இல்லை. தடுப்பூசி சோதனைகள் (p) ppGpp0 திரிபு கொண்ட ஒற்றை நோய்த்தடுப்பு மருந்துக்கு 30 நாட்களுக்குப் பிறகு, எலிகள் நிறுவப்பட்ட LD50 ஐ விட 106 மடங்கு அதிகமாக காட்டு வகை சால்மோனெல்லாவுடன் சவாலில் இருந்து பாதுகாக்கப்பட்டன என்பதை வெளிப்படுத்துகின்றன. பாலிபாஸ்பேட் குவிப்பு (p) ppGpp இன் அதிகரித்த தொகுப்பு ஈ. கோலியில் பாலிபாஸ்பேட் (பாலிபி) குவிப்பை ஏற்படுத்தும் என்று முன்மொழியப்பட்டது. அலாரமோன் எக்ஸோபோலிஃபாஸ்பேடேஸ் பிபிஎக்ஸ் உடன் தொடர்பு கொள்ளலாம், இது பாலிபியின் நீராற்பகுப்பைத் தடுக்கும், இதனால் பாக்டீரியாவில் அதன் குவிப்பு ஏற்படும். இது உண்மையில் டி. கே. எஸ். ஏ மற்றும் (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி அல்ல என்று சமீபத்தில் நிரூபிக்கப்பட்டிருந்தாலும் இந்த கட்டமைப்பை ஏற்படுத்துகிறது. ஃபோயு பிறழ்வு (ஃபோயு ரெகுலானுக்கு சொந்தமானது) அதிக (பி) பி. பி. ஜி. பி. பி. யை ஒருங்கிணைக்கிறது என்றும் இது அதிக பாலிபாஸ்பேட்டைக் குவிக்க ஒரு காரணமாக இருக்கும் என்றும் சூடோமோனாஸ் எருகினோசாவில் காட்டப்பட்டுள்ளது. பேசியோஸ், ஓல்கா; பிளாஸ்கோ, லூசியா; பிளேரியோட், இனெஸ்; பெர்னாண்டஸ்-கார்சியா, லாரா; அம்ப்ரோவா, அன்டோன்; லோபஸ், மரியா; போ, ஜெர்மன்; கான்டன், ரஃபேல்; கார்சியா-காண்ட்ரெராஸ், ரோடால்போ; வூட், தாமஸ் கே.; டோமஸ், மரியா (2020-09-21). "(p) ppGpp மற்றும் பாக்டீரியா நிலைத்தன்மையில் அதன் பங்குஃ புதிய சவால்கள்". நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் மற்றும் கீமோதெரபி. 64 (10): e 01283-20. டோய்ஃ 10.1128/AAC.01283-20. ஐஎஸ்எஸ்என் 0066-4804. பிஎம்சி 7508602. பிஎம்ஐடி 32718971. மரபணு வெளிப்பாடு நியூக்ளியோடைடுகள் உயிரணு உயிரியல் பாஸ்பேட் எஸ்டர்கள்