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.1999年12月15日；13(24):3271-9.
doi:10.1101/gad.13.24.3271。

TOR信号级联调节基因表达以响应营养素

M E卡德纳斯 1, N S卡特勒, M C洛伦茨, C J Di Como公司, J海特曼
附属公司

TOR信号级联调节基因表达以响应营养素

M E卡德纳斯等。 基因开发. .

摘要

雷帕霉素抑制TOR激酶，TOR激酶调节细胞增殖和mRNA翻译，在酵母与人之间保守。TOR激酶还调节对营养物质的反应，包括孢子形成、自噬、交配和核糖体生物生成。我们使用代表整个酵母基因组的阵列分析了暴露于雷帕霉素的酵母细胞中的基因表达。雷帕霉素对TOR的抑制可诱导由尿素阻遏物和转录调节物Gln3控制的氮源利用基因的表达，并全面抑制核糖体蛋白的表达。研究发现gln3突变导致雷帕霉素耐药，而ure2突变则导致雷帕霉素超敏，即使在表达显性雷帕霉素抗性TOR突变体的细胞中也是如此。我们发现Ure2是一种体内磷蛋白，在雷帕霉素或氮限制作用下会迅速脱磷。总之，我们的结果表明，TOR级联除了在调节翻译、核糖体生物生成和氨基酸通透性稳定性方面的已知作用外，在调节营养素应答的转录方面也发挥着重要作用。

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图1
图1
雷帕霉素诱导和抑制基因表达。将野生型酵母菌株MLY41培养至早期指数阶段，并使用或不使用0.2μg/ml雷帕霉素或10μg/ml环己酰亚胺处理15、30、60和120分钟，如图所示。制备RNA，并使用放射性探针通过Northern blot分析，该探针与左边.肌动蛋白基因的杂交(动作1)用作装载控制。
图2
图2
影响氮源利用的突变改变了雷帕霉素的毒性。(A类)同基因野生型（MLY41）和Δgln3（MLY139），Δ脲2（MLY140a），Δnpr1（MLY54a），npi1型（MLY141a），以及帧处理1（MLY88）突变菌株在含有0、10或50 ng/ml雷帕霉素的YPD培养基上生长，并在30°C下培养3天。(B类)同基因野生型（MLY41）和Δ脲2（MLY140a），TOR2-1型（MLY152α），TOR2-1Δure2（MLY158α），TOR1-4型（MLY90-1），TOR1-4Δure2（MLY148α），帧处理1（MLY88），以及fpr1Δure2（MLY146a）突变菌株在含有0或100 ng/ml雷帕霉素的YPD培养基上生长，并在30°C下培养3天。
图3
图3
Tor和营养素调节尿素2的磷酸化状态。(A类)等基因野生型（WT，菌株MLY41）和Δfpr1突变菌株（菌株MLY88）生长到早期指数期（OD600 = 0.4）在YPD培养基中，用0.2μg/ml雷帕霉素处理0、15和30分钟。或者，如上所述生长等基因野生型菌株MLY41，用SLAD铵限制培养基洗涤，然后在SLAD培养基中培养15和30 min。制备总细胞提取物，并用SDS-PAGE（12.5%）分析100μg蛋白质用Ure2抗体进行Western blot。细胞提取自Δ脲2将突变株（MLY140a株）作为抗血清特异性的对照。（箭头）尿素磷酸化亚型的迁移位置；（*）与抗Ure2抗血清发生非特异性交叉反应的蛋白质。(B类)将野生型菌株MLY41的蛋白细胞提取物与4单位碱性磷酸酶在37°C下孵育30分钟。雷帕霉素处理或未处理野生型菌株（MLY41）或Δfpr1如图所示，突变菌株（MLY88）被模拟孵育并装载在泳道中1, 3, 4,和5比较磷酸化和去磷酸化尿素2的流动性。注意，细胞提取A类在12.5%SDS-聚丙烯酰胺凝胶中进行分析；中的提取物B类在10%SDS-PAGE中分馏较长时间，这可以解释在B类.
图4
图4
TOR信号级联调节基因表达以响应营养素。Tor蛋白被营养物质激活，并通过尿素和谷氨酰胺调节氮源利用相关基因的表达，通过RNA聚合酶调节核糖体的生物生成，以及调节氨基酸渗透酶的稳定性。
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