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窒素固定菌の感覚鉄

窒素固定細菌は、さまざまなメカニズムを使用して鉄を感知します。

鉄応答性レギュレーター(IRR): IRRタンパク質は、鉄の取り込みと利用に関与する遺伝子の発現を制御する転写調節因子です。鉄レベルが低い場合、IRRタンパク質は特定のDNA配列に結合し、これらの遺伝子の転写を活性化します。

fur(鉄の取り込みレギュレーター): Furは、鉄の取り込みと利用に関与する遺伝子の発現を制御する転写抑制因子です。鉄のレベルが高い場合、Furは特定のDNA配列に結合し、これらの遺伝子の転写を抑制します。

sidederophores: シデロフォアは、鉄をキレートして輸送するために細菌によって生成される小分子です。シデロフォアは環境に分泌され、そこで鉄に結合し、細菌によって取り上げることができる複合体を形成します。

fe-sクラスター: Fe-Sクラスターは、多くの酵素の活性に不可欠な小さな鉄硫黄補因子です。鉄レベルが低い場合、Fe-Sクラスターの合成が減少し、これらの補因子を必要とする酵素の阻害につながる可能性があります。

heme: ヘムは、シトクロモやペルオキシダーゼを含む多くの酵素の活性に不可欠な鉄を含むポルフィリンです。鉄レベルが低い場合、ヘムの合成が減少し、この補因子を必要とする酵素の阻害につながる可能性があります。

ROS(反応性酸素種): 鉄は、活性酸素種(ROS)の生産を通じて細菌によって感知されることもあります。 ROSは、鉄が過酸化水素と反応するときに発生するフェントン反応によって生成されます。 ROSはDNA、タンパク質、脂質を損傷する可能性があり、細胞死につながる可能性があります。バクテリアは、ROSの産生を使用して鉄レベルを感知し、鉄の取り込みと利用に関与する遺伝子の発現を調節することができます。

これらは、窒素固定菌が鉄を感知するために使用するメカニズムのほんの一部です。鉄のレベルを感知することにより、細菌は鉄の摂取と利用に関与する遺伝子の発現を調節し、代謝のニーズを満たすのに十分な鉄があることを保証します。

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