• Journal of Microbiology
• /
• 제44권3호
• /
• pp.284-292
• /
• 2006

The cbb3 cytochrome c oxidase has the dual function as a terminal oxidase and oxygen sensor in the photosynthetic bacterium, Rhodobacter sphaeroides. The cbb3 oxidase forms a signal transduction pathway together with the PrrBA two-component system that controls photosynthesis gene expression in response to changes in oxygen tension in the environment. Under aerobic conditions the cbb3 oxidase generates an inhibitory signal, which shifts the equilibrium of PrrB kinase/phosphatase activities towards the phosphatase mode. Photosynthesis genes are thereby turned off under aerobic conditions. The catalytic subunit (CcoN) of the R. sphaeroides cbb3 oxidase contains five histidine residues (H2l4, B233, H303, H320, and H444) that are conserved in all CcoN subunits of the cbb3 oxidase, but not in the catalytic subunits of other members of copper-heme superfamily oxidases. H214A mutation of CcoN affected neither catalytic activity nor sensory (signaling) function of the cbb3 oxidase, whereas H320A mutation led to almost complete loss of both catalytic activity and sensory function of the cbb3 oxidase. H233V and H444A mutations brought about the partial loss of catalytic activity and sensory function of the cbb3 oxidase. Interestingly, the H303A mutant form of the cbb3 oxidase retains the catalytic function as a cytochrome c oxidase as compared to the wild-type oxidase, while it is defective in signaling function as an oxygen sensor. H303 appears to be implicated in either signal sensing or generation of the inhibitory signal to the PrrBA two-component system.

• 생명과학회지
• /
• 제19권7호
• /
• pp.852-858
• /
• 2009

호흡전자전달계의 cytochrome bc$_1$ complex 또는 cytochrome c oxidase가 기능을 하지 않는 Rhodobacter sphaeroides mutant 내에서 pyridine nucleotide[NAD(P)H와 NAD(P)$^+$]의 농도와 redox 상태는 wild type과 비교할 때 큰 변화가 없었다. 높은 산소분압 조건에서 키운 Rhodobacter sphaeroides cbb$_3$ oxidase mutant 내에서 PrrBA two-component system에 의해서 조절되는 puf 오페론의 발현은 pyridine nucleotide나 전자전달계의 ubiquinone/ubiquinol pool의 redox 상태의 변화에 의해 유도된 것이 아니다. R. sphaeroides cytochrome bc$_1$ complex mutant를 이용하여 광합성기구 합성에 대한 cbb$_3$ cytochrome c oxidase의 억제 효과는 ubiquinone/ubiquinol pool의 redox 변화에 의해 간접적으로 일어나는 것이 아님을 증명하였다.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
• /
• 한국생명과학회 2003년도 제39회 학술심포지움
• /
• pp.13-18
• /
• 2003

• 생명과학회지
• /
• 제22권8호
• /
• pp.1009-1017
• /
• 2012

Rodobacter sphaeroides에서 orf282 유전자는 cbb3 terminal oxidase를 암호화하는 ccoNOQP 오페론과 혐기적 활성자인 FnrL을 암호화하는 fnrL 유전자 사이에 있으며, 아직은 기능이 잘 알려지지 않았다. orf282 유전자의 기능을 알기 위해 우리는 orf282의 일부를 삭제함으로써 유전자를 붕괴시켜 orf282-minus mutant를 제조하였다. 두개의 FnrL 결합 부위가 orf282의 upstream에 존재한다는 것이 밝혀져 있으며, orf282 유전자가 FnrL에 의해 양성적으로 조절된다는 것이 증명되었다. orf282 유전자는 B875와 B800-850 spectral complexes의 형성과 관련이 없다. orf282 mutant에서의 cbb3 oxidase 활성을 wild type와 비교해보면 orf282 유전자가 ccoNOQP 오페론의 조절과 cbb3 cytochrome c oxidase의 생합성과 무관하다는 것을 알 수 있다. orf282 mutant의 구조 유전자인 nifH와 조절유전자인 nifA의 프로모터 활성이 증가한 것은 orf282 유전자 산물이 nifH와 nifA의 발현에서 음성적 effector로 작용한다는 것을 시사한다.