CAP Aktivatoren

Gängige CAP Activators sind unter underem Tamoxifen CAS 10540-29-1 und β-Estradiol CAS 50-28-2.

CAP-Aktivatoren sind eine Klasse chemischer Verbindungen, die eine zentrale Rolle bei der Regulierung der Genexpression in prokaryontischen Organismen spielen, insbesondere in Bakterien wie Escherichia coli (E. coli). Das Akronym CAP steht für Catabolite Activator Protein, ein Transkriptionsregulationsprotein, das vom CAP-Gen kodiert wird. Diese Aktivatoren sind integrale Bestandteile der komplexen Regulationsmaschinerie, die Bakterien einsetzen, um ihre Genexpression als Reaktion auf Umweltfaktoren, insbesondere die Verfügbarkeit von Kohlenstoffquellen, fein abzustimmen. Das Herzstück der Funktionalität der CAP-Aktivatoren ist ihre Fähigkeit, mit spezifischen DNA-Sequenzen zu interagieren, die als CAP-Bindungsstellen bekannt sind und sich häufig in den Promotorregionen von Genen befinden, die an der Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen beteiligt sind. Strukturell gesehen sind CAP-Aktivatoren Proteine, die aus Untereinheiten bestehen, und sie funktionieren als Homodimere, das heißt, sie bestehen aus zwei identischen Untereinheiten. In ihrem inaktiven Zustand sind CAP-Aktivatoren nicht in der Lage, DNA effektiv zu binden.

Wenn sie jedoch an ein kleines Effektormolekül namens zyklisches AMP (cAMP) binden, erfahren sie Konformationsänderungen, die es ihnen ermöglichen, ihre Ziel-DNA-Sequenzen mit hoher Spezifität zu erkennen und an sie zu binden. Diese Bindung erleichtert die Rekrutierung der RNA-Polymerase an die Promotorregion der Zielgene und fördert so die Initiierung der Transkription. CAP-Aktivatoren sind besonders wirksam, wenn der Glukosespiegel niedrig und der cAMP-Spiegel hoch ist, da sie den Bakterienzellen helfen, sich effizienter an die Nutzung alternativer Kohlenstoffquellen wie Laktose oder Galaktose anzupassen. Dieser Regulationsmechanismus stellt sicher, dass die Bakterien vorrangig die am leichtesten verfügbare Kohlenstoffquelle nutzen und ihre Stoffwechselwege als Reaktion auf die Umweltbedingungen optimieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CAP-Aktivatoren wesentliche molekulare Akteure in den komplizierten regulatorischen Netzwerken sind, die die Genexpression in Bakterien steuern.