The divalent cations of cobalt, zin

The divalent cations of cobalt, zinc, and nickel are essential nutrients for bacteria, required as trace elements at nanomolar concentrations. However, at micro- or millimolar concentrations, Co2+, Zn2+, and Ni2+ (and "bad ions" without nutritional roles such as Cd2+) are toxic. These cations are transported into the cell by constitutively expressed divalent cation uptake systems of broad specificity, i.e., basically Mg2+ transport systems. Therefore, in case of a heavy metal stress, uptake of the toxic ions cannot be reduced by a simple down-regulation of the transport activity. As a response to the resulting metal toxicity, metal resistance determinants evolved which are mostly plasmid-encoded in bacteria. In contrast to that of the cation Hg2+, chemical reduction of Co2+, Zn2+, Ni2+, and Cd2+ by the cell is not possible or sensible. Therefore, other than mutations limiting the ion range of the uptake system, only two basic mechanisms of resistance to these ions are possible (and were developed by evolution): intracellular complexation of the toxic metal ion is mainly used in eucaryotes; the cadmium-binding components are phytochelatins in plant and yeast cells and metallothioneins in animals, plants, and yeasts. In contrast, reduced accumulation based on an active efflux of the cation is the primary mechanism developed in procaryotes and perhaps in Saccharomyces cerevisiae. All bacterial cation efflux systems characterized to date are plasmid-encoded and inducible but differ in energy-coupling and in the number and types of proteins involved in metal transport and in regulation. In the gram-positive multiple-metal-resistant bacterium Staphylococcus aureus, Cd2+ (and probably Zn2+) efflux is catalyzed by the membrane-bound CadA protein, a P-type ATPase. However, a second protein (CadC) is required for full resistance and a third one (CadR) is hypothesized for regulation of the resistance determinant. The czc determinant from the gram-negative multiple-metal-resistant bacterium Alcaligenes eutrophus encodes proteins required for Co2+, Zn2+, and Cd2+ efflux (CzcA, CzcB, and CzcC) and regulation of the czc determinant (CzcD). In the current working model CzcA works as a cation-proton antiporter, CzcB as a cation-binding subunit, and CzcC as a modifier protein required to change the substrate specificity of the system from Zn2+ only to Co2+, Zn2+, and Cd2+.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เป็นของหายาก divalent โคบอลต์ สังกะสี และนิกเกิลเป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับแบคทีเรีย จำเป็นติดตามองค์ประกอบที่ความเข้มข้น nanomolar อย่างไรก็ตาม ไมโคร - หรือความเข้มข้น millimolar, Co2 + Zn2 + และ Ni2 + (และ "กันดี" ไม่ มีบทบาททางโภชนาการเช่น Cd2 +) มีพิษ เหล่านี้เป็นของหายากถูกลำเลียงเข้าไปในเซลล์ โดยระบบดูดซับ constitutively แสดง divalent cation specificity กว้าง เช่น โดยทั่วไประบบขนส่ง Mg2 + ดังนั้น ในกรณีที่เป็นโลหะหนักที่มีความเครียด ของประจุเป็นพิษไม่สามารถลดลง โดยที่ง่ายลงระเบียบกิจกรรมขนส่ง เป็นการตอบสนองต่อความเป็นพิษที่โลหะได้ ต้านทานโลหะดีเทอร์มิแนนต์พัฒนาซึ่งเป็นส่วนใหญ่เข้า plasmid ในแบคทีเรีย ตรงข้ามที่ cation Hg2 + เคมีลด Co2 + Zn2 + Ni2 + และ Cd2 + โดยเซลล์ไม่ได้เป็นไปได้ หรือเหมาะสม ดังนั้น ไม่ใช่กลายพันธุ์จำกัดช่วงของระบบดูดซับไอออน กลไกพื้นฐานสองเท่าของความต้านทานการประจุเหล่านี้เป็นไปได้ (และถูกพัฒนาขึ้น โดยวิวัฒนาการ): ส่วนใหญ่ใช้ complexation intracellular ของไอออนโลหะเป็นพิษใน eucaryotes ส่วนประกอบของแคดเมียมรวมเป็น phytochelatins ในพืช และยีสต์เซลล์และ metallothioneins ในสัตว์ พืช และ yeasts ในทางตรงกันข้าม สะสมลดลงตาม efflux เป็นใช้งานอยู่ของ cation เป็นกลไกหลักที่พัฒนา ใน procaryotes และบางที ใน Saccharomyces cerevisiae ระบบ efflux cation แบคทีเรียทั้งหมดลักษณะวันที่ถูกเข้า รหัส plasmid และ inducible แต่แตกต่าง ใน คลัปพลังงาน และ ในจำนวนและชนิดของโปรตีนที่เกี่ยวข้อง ในการขนส่งโลหะ และระเบียบ ในแบคทีเรียหลายโลหะทนทานต่อแบคทีเรียแกรมบวก Staphylococcus หมอเทศข้างลาย Cd2 + (และคง Zn2 +) efflux เป็นกระบวน โดยโปรตีนเมมเบรนแบบผูก CadA, ATPase ชนิด P อย่างไรก็ตาม โปรตีนสอง (CadC) จะต้องต้านทานเต็ม และสามหนึ่ง (CadR) ได้ตั้งสมมติฐานว่าในระเบียบของดีเทอร์มิแนนต์ต้านทาน ดีเทอร์มิแนนต์ czc จากแบคทีเรียหลายโลหะทนทานต่อแบคทีเรียแกรมลบ Alcaligenes eutrophus จแมปโปรตีนจำเป็นสำหรับ Co2 + Zn2 + และ Cd2 + efflux (CzcA, CzcB และ CzcC) และระเบียบของดีเทอร์มิแนนต์ czc (CzcD) ในรูปแบบการทำงานปัจจุบัน CzcA ทำงานเป็น antiporter cation โปรตอน CzcB เป็น cation ผูกย่อย และ CzcC เป็นโปรตีนตัวปรับเปลี่ยนที่จำเป็นต้องเปลี่ยน specificity พื้นผิวของระบบจาก Zn2 + เฉพาะ Co2 + Zn2 + และ Cd2 +

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

divalent ไพเพโคบอลต์สังกะสีและนิกเกิลเป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับแบคทีเรียต้องเป็นธาตุที่ความเข้มข้น nanomolar อย่างไรก็ตามในระดับจุลภาคหรือความเข้มข้น millimolar, Co2 + Zn2 + และนิเกิล 2 + (และ "ไอโอนิกที่ไม่ดี" โดยไม่มีบทบาททางโภชนาการเช่น Cd2 +) มีความเป็นพิษ ไพเพอร์เหล่านี้จะถูกส่งเข้าไปในเซลล์โดยแสดง constitutively ระบบการดูดซึมของไอออน divalent ความจำเพาะในวงกว้างเช่นพื้น Mg2 + ระบบขนส่ง ดังนั้นในกรณีที่มีความเครียดโลหะหนัก, การดูดซึมของไอออนที่เป็นพิษไม่สามารถลดลงได้โดยการควบคุมที่ง่ายลงของกิจกรรมการขนส่ง ขณะที่การตอบสนองต่อความเป็นพิษของโลหะส่งผลให้มีความต้านทานต่อปัจจัยโลหะการพัฒนาซึ่งส่วนใหญ่พลาสมิดที่เข้ารหัสในแบคทีเรีย ในทางตรงกันข้ามกับที่ของไอออนบวก Hg2 + ลดเคมีของ Co2 + Zn2 + Ni2 + และ Cd2 + เซลล์เป็นไปไม่ได้หรือเหมาะสม ดังนั้นนอกเหนือจากการกลายพันธุ์ จำกัด ช่วงไอออนของระบบการดูดซึมเพียงสองกลไกพื้นฐานของความต้านทานต่อการประจุเหล่านี้จะเป็นไปได้ (และได้รับการพัฒนาโดยวิวัฒนาการ): เชิงซ้อนภายในเซลล์ของไอออนโลหะที่เป็นพิษส่วนใหญ่จะใช้ใน eucaryotes; ส่วนประกอบแคดเมียมผูกพันเป็น phytochelatins ในโรงงานและเซลล์ยีสต์และ metallothioneins ในสัตว์พืชและยีสต์ ในทางตรงกันข้ามการสะสมลดลงขึ้นอยู่กับการไหลออกที่ใช้งานของไอออนบวกเป็นกลไกหลักในการพัฒนาใน procaryotes และบางทีใน Saccharomyces cerevisiae ทั้งหมดไอออนระบบไหลแบคทีเรียโดดเด่นถึงวันที่มีพลาสมิดเข้ารหัสและ inducible แต่แตกต่างกันในการมีเพศสัมพันธ์พลังงานและในจำนวนและชนิดของโปรตีนที่มีส่วนร่วมในการขนส่งและโลหะในการควบคุม ในแกรมบวกหลายโลหะทนแบคทีเรีย Staphylococcus aureus, Cd2 + (และอาจจะ Zn2 +) จะไหลเร่งปฏิกิริยาด้วยโปรตีน Cada เมมเบรนที่ถูกผูกไว้เป็น ATPase P-ประเภท แต่เป็นโปรตีนที่สอง (CADC) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความต้านทานเต็มรูปแบบและหนึ่งในสาม (CADR) คือการตั้งสมมติฐานในการควบคุมปัจจัยของความต้านทาน ปัจจัย CZC จากแกรมลบหลายโลหะทนแบคทีเรีย Alcaligenes eutrophus encodes โปรตีนที่จำเป็นสำหรับการ Co2 + Zn2 + และ Cd2 + ไหล (CzcA, CzcB และ CzcC) และกฎระเบียบของปัจจัย CZC (CzcD) ในรูปแบบการทำงานปัจจุบัน CzcA ทำงานเป็น Antiporter ไอออนบวก-โปรตอน CzcB เป็นหน่วยย่อยไอออนบวกที่มีผลผูกพันและ CzcC เป็นโปรตีนปรับปรุงต้องเปลี่ยนความจำเพาะพื้นผิวของระบบจาก Zn2 + เท่านั้นที่จะ Co2 + Zn2 + และ Cd2 +

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ส่วนขนาดของไอออนโคบอลต์ นิกเกิล และสังกะสี เป็นสารอาหารที่จำเป็นสำหรับแบคทีเรีย ต้องเป็นธาตุที่ nanomolar เข้มข้น อย่างไรก็ตาม ในระดับจุลภาค หรือพบว่า ความเข้มข้นของ คาร์บอนไดออกไซด์ zn2 และ ni2 ( และไม่ดี " ไอออน " ไม่มีบทบาททางโภชนาการเช่น CD1 ) เป็นพิษสารเหล่านี้จะเคลื่อนย้ายเข้าสู่เซลล์ โดยการใช้ระบบ constitutively แสดงขนาดกว้าง เฉพาะเจาะจง เช่น โดยทั่วไป mg2 ขนส่งระบบ ดังนั้น ในกรณีของโลหะหนัก ความเครียด การใช้ของไอออนที่เป็นพิษก็จะลดลง โดย down-regulation ง่ายของกิจกรรมการขนส่ง เป็นคำตอบที่ทำให้ความเป็นพิษของโลหะปัจจัยที่มีผลต่อการต้านทานโลหะพัฒนาซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลาสมิดที่เข้ารหัสในแบคทีเรีย ในทางตรงกันข้ามกับที่ของการ hg2 ลดทางเคมีของ CO2 zn2 ni2 , และ CD2 โดยเซลล์ไม่ได้ หรือมีเหตุผล ดังนั้น นอกจากการสร้างไอออนช่วงของระบบการดูดซึมเพียงสองพื้นฐานกลไกของความต้านทานต่อไอออนเหล่านี้จะเป็นไปได้ ( และถูกพัฒนาขึ้นโดยวิวัฒนาการ )การเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับไอออนของโลหะที่เป็นพิษในเซลล์ที่ใช้เป็นหลักใน eucaryotes ; แคดเมียมรวมองค์ประกอบไฟโตคีเลทินในพืชและยีสต์เซลล์และ metallothioneins ในสัตว์พืชและยีสต์ ในทางตรงกันข้าม , ลดการสะสมขึ้นอยู่กับการใช้งานของการเป็นกลไกหลักที่พัฒนาในโพรแคริโอตและบางทีใน Saccharomyces cerevisiae .แบคทีเรียในระบบทั้งหมด การโดดเด่นจนถึงวันที่มีพลาสมิดการเข้ารหัส และ inducible แต่แตกต่างกันในการเชื่อมต่อพลังงานและในจํานวนและชนิดของโปรตีนที่เกี่ยวข้องในการขนส่งโลหะและในระเบียบ ในการสอนหลายโลหะป้องกันแบคทีเรีย Staphylococcus aureus , CD2 ( และอาจ zn2 ) คือ การเร่งปฏิกิริยาโดยมีคาด้า โปรตีน เป็นโปรตีนพี . อย่างไรก็ตามโปรตีนที่สอง ( cadc ) ต้องเต็มความต้านทาน และหนึ่งในสาม ( cadr ) ความสําหรับการควบคุมของความต้านทานของหนึ่ง การ czc ดีเทอร์มิแนนต์จากหลายโลหะป้องกันแบคทีเรียแกรมลบ Alcaligenes eutrophus เข้ารหัสโปรตีนที่จำเป็นสำหรับ บริษัท zn2 , และการ ( czca czcb CD2 , และ czcc ) และระเบียบของ czc ดีเทอร์มิแนนต์ ( czcd )ใน czca รูปแบบการทำงานปัจจุบันทำงานเป็นประจุโปรตอน antiporter czcb , เป็นการผูก subunit และ czcc เป็นโปรตีนที่ต้องเปลี่ยนแผ่นความจำเพาะของระบบจาก zn2 เท่านั้นเพื่อ CO2 , zn2 และ CD2 .