Alkaline phosphatase regulation by the &#963S factor of RNA polymerase in Escherichia coli.

O fator &#963S associado à RNA polimerase de E. coli (E&#963S) é responsável pela transcrição da maioria dos genes relacionados à sobrevivência durante a fase estacionária e em períodos de estresse. Quando a célula entra em carência de fosfato inorgânico, um conjunto de genes e operons conhecidos como o regulon PHO é ativado. Os genes do regulon PHO são transcritos preferencialmente pela RNA polimerase associada ao fator &#963D. A inativação do gene rpoS, que codifica para o fator &#963S, causou um aumento significativo na expressão da maioria dos genes de PHO. O efeito repressor de &#963S foi atribuído à competição entre este fator sigma e o fator &#963D pelo cerne da RNA polimerase. Diferentemente dos demais genes de PHO, a expressão de pstS, o primeiro gene do operon pst, foi moderadamente estimulada na presença do fator &#963S. A região promotora de pstS contém uma citosina na posição -13 e um sítio de ligação para a proteína IHF. Estes elementos, encontrados em genes dependentes do fator &#963S, podem estar contribuindo para a transcrição de pstS pela holoenzima E&#963S. Um estudo do polimorfismo do gene rpoS em diversas cepas de E. coli K-12 detectou a presença de uma mutação âmbar no códon 33 deste gene. Bactérias supressoras da mutação âmbar produzem uma proteína de tamanho normal (38 KDa), ao passo que bactérias não-supressoras produzem um fator &#963S truncado, que apesar de possuir 55 aminoácidos a menos, foi capaz de transcrever seus genes dependentes ainda que com menor eficiência. Cepas que carregam o códon 33 âmbar apresentaram um fenótipo diferenciado em relação à expressão dos genes de PHO.In E. coli, the RNA polymerase associated with &#963S (E&#963S) is responsible for the transcription of the majority of the genes related to survival during stress periods or during the stationary phase of growth. When cells enter a phase of phosphate starvation, the transcription of several genes and operons, known as the PHO regulon, is activated. Knock-out of rpoS, which encodes &#963S, increases the expression of most PHO genes. The negative effect of &#963S on PHO expression is probably due to the competition between &#963S and &#963D for the core RNA polymerase. Unlike all other PHO genes, pstS, the first gene of the pst operon, was mildly stimulated by &#963S. The promoter region of pstS contains a cytosine residue at position -13, and an IHF binding site. These elements are known to be important for the transcription of &#963S-dependent genes, and may contribute for the transcription of pstS by E&#963S . The polymorphism of rpoS in several E. coli K-12 strains was evaluated. An amber mutation in codon 33 of this gene was found in 2 out of 7 strains. These strains were found to suppress the amber mutation and to produce a normal 38 KDa &#963S protein. Non-suppressor strains carrying this amber mutation produced a &#963S variant, lacking 55 amino acids. The truncated &#963S protein was still able to drive the transcription of its dependent genes, albeit in a smaller proportion. Strains carrying the rpoS amber mutation presented a distinct phenotype regarding the expression of the PHO regulon genes