Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Inaktivering och uttryck av tre gener som kodar för potentiella
tyrosinfosfataser i Bacillus subtilis
Adam Clauss
För många viktiga processer i naturen krävs ett väl fungerande signalsystem. Detta gäller för
människor, växter och bakterier. Ett sätt att på cellulär nivå skicka signalen är med hjälp av
fosfat-grupper, vilken kovalent binds in till olika protein och därmed aktiverar alternativt
inaktiverar dessa. Fosfat-grupper sätts på respektive tas bort av enzymer kallade kinaser
respektive fosfataser. Tyrosinfosfat fosfataser tar bort en fosfat-grupp från fosforylerade
tyrosin aminosyra rester. Tyrosinfosfataser har man länge trott fanns enbart hos djur och
växter. Nu har man funnit dessa enzym även hos bakterier.
Tre gener, vilka kodar för potentiella tyrosinfosfataser, har identifierats hos Bacillus subtilis,
en Gram-positiv bakterie. Aminosyrasekvensen, som kodar för dessa tre protein, är mycket lik
sekvensen hos ett känt lågmolekylärt tyrosinfosfatas från ko. De tre B. subtilis generna är
arsC, ywlE och yfkJ. arsC genen kodar för ett känt protein, ArsC, vilket reducerar arsenat till
arsenit. Funktionerna av YwlE och YfkJ proteinen är okända.
När generna inaktiverades, observerades ingen skillnad mot vildtyp, när bakterien växte på
rikt medium. På minimal-medium hade stammarna med inaktiverad ywlE respektive yfkJ
emellertid dålig växt. Denna defekt kunde elimineras om gener, belägna nedströms om den
inaktiverade genen, uttrycktes. Detta tyder på att dessa gener är av betydelse vid tillväxt på
minimal-medium.
När genernas reglering studerades, fann jag att arsC bara uttrycks då arsenat är närvarande i
bakteriens tillväxtmedium. Detta var väntat då ArsCs funktion är att omvandla arsenat till
arsenit, vilket sedan transporteras ut ur cellen. Om gener belägna omedelbart nedströms om
yfkJ uttrycks, fann jag att det sker en stimulering av uttrycket av yfkJ genen. Således, de
gener, som är lokaliserade nedströms om yfkJ, är kopplade, direkt eller indirekt, till dess
uttryck.
Swedish official title: Inaktivering och uttryck av tre gener som kodar för potentiella
tyrosinfosfataser i Bacillus subtilis
Swedish credits: 20p
Supervisor: Prof Lars Hederstedt and Dr Xiao-Dong Su, Dept of Microbiology
Submission date/time: 2001-03-01
Examensarbete i kemi, naturvetenskapliga fakulteten, Lunds universitet
Inactivation and expression of three genes encoding putative tyrosine
phosphatases in Bacillus subtilis
Adam Clauss
Chemistry, Biochemistry
Autumn 2000
Abstract in English
Protein tyrosine phosphatase (PTP) play an important role in biology. Not long ago, it was
widely believed that tyrosine phosphatases are only present in eukaryotes. However, PTPs
have now also been found in bacteria. In this project three putative PTPs in the Gram-positive
bacterium Bacillus subtilis have been studied; ArsC, YwlE and YfkJ. The genes coding for
these three proteins have been inactivated and the resulting phenotypes have been analysed.
Expression of the three genes have also been studied.
Growth of the strains containing inactivated yfkJ or ywlE was affected on minimal medium
but not on rich medium. When the genes located directly downstream of yfkJ or ywlE were
expressed this growth defect was eliminated. This suggests that the genes located downstream
of yfkJ and ywlE are of some importance for growth on minimal medium. In addition,
expression of yfkJ was found to be dependent on the expression of genes located directly
downstream yfkJ.
The arsC gene, which encodes an enzyme reducing arsenate to arsenite in the arsenic
detoxification pathway, was found to be expressed during the late exponential growth phase
but only if arsenate is present. Consistent with results reported in the literature I found a
correlation between arsenate sensitivity and ArsC deficiency. When the arsC gene was
inactivated the bacteria became much more sensitive to arsenate than the parental strain.
