An intriguing consequence of ongoing riboswitch discovery efforts is the occasional identification of metabolic or toxicity response pathways for unusual ligands. Recently, we reported the experimental validation of three distinct bacterial riboswitch classes that regulate gene expression in response to the selective binding of a guanidinium ion. These riboswitch classes, called guanidine-I, -II and -III, regulate numerous genes whose protein products include previously misannotated guanidine exporters and enzymes that degrade guanidine via an initial carboxylation reaction. Guanidine is now recognized as the primal substrate of many multidrug efflux pumps that are important for bacterial resistance to certain antibiotics. Guanidine carboxylase enzymes had long been annotated as urea carboxylase enzymes but are now understood to participate in guanidine degradation. Herein we report the existence of a fourth riboswitch class for this ligand, called "guanidine-IV". Members of this class use a novel aptamer to selectively bind guanidine and use an unusual expression platform arrangement that is predicted to activate gene expression when ligand is present. The wide distribution of this abundant riboswitch class, coupled with the striking diversity of other guanidine-sensing RNAs, demonstrates that many bacterial species maintain sophisticated sensory and genetic mechanisms to avoid guanidine toxicity. This finding further highlights the mystery regarding the natural source of this nitrogen-rich chemical moiety.

中文翻译：

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细菌中第四胍类核糖开关类别的生化验证

正在进行的核糖开关发现努力的一个有趣的结果是偶然发现了异常配体的代谢或毒性反应途径。最近，我们报道了响应于胍离子的选择性结合而调节基因表达的三种不同细菌核糖开关类别的实验验证。这些被称为胍-I，-II和-III的核糖开关类别调节许多基因，这些蛋白质的蛋白质产物包括先前错误注释的胍输出物和通过初始羧化反应降解胍的酶。如今，胍已被认为是许多多药外排泵的主要底物，它们对于细菌对某些抗生素的耐药性很重要。胍基羧化酶早已被注释为尿素羧化酶，但现在被认为参与了胍的降解。在此，我们报道了该配体的第四种核糖开关类别，称为“胍-IV”。此类成员使用新型适体选择性结合胍，并使用不寻常的表达平台排列方式，该排列方式预计会在存在配体时激活基因表达。这种丰富的核糖开关类别的广泛分布，再加上其他胍敏感RNA的惊人多样性，表明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制，从而避免了胍的毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。在此，我们报道了该配体的第四种核糖开关类别，称为“胍-IV”。此类成员使用新型适体选择性结合胍，并使用不寻常的表达平台排列方式，该排列方式预计会在存在配体时激活基因表达。这种丰富的核糖开关类别的广泛分布，再加上其他胍敏感RNA的惊人多样性，表明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制，从而避免了胍的毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。在此，我们报道了该配体的第四种核糖开关类别，称为“胍-IV”。此类成员使用新型适体选择性结合胍，并使用不寻常的表达平台排列方式，该排列方式预计会在存在配体时激活基因表达。这种丰富的核糖开关类别的广泛分布，再加上其他胍敏感RNA的惊人多样性，表明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制，从而避免了胍的毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。此类成员使用新型适体选择性结合胍，并使用不寻常的表达平台排列方式，该排列方式预计会在存在配体时激活基因表达。这种丰富的核糖开关类别的广泛分布，再加上其他胍敏感RNA的惊人多样性，表明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制，从而避免了胍的毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。此类成员使用新型适体选择性结合胍，并使用不寻常的表达平台排列方式，该排列方式预计会在存在配体时激活基因表达。这种丰富的核糖开关类别的广泛分布，再加上其他胍敏感RNA的惊人多样性，表明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制，从而避免了胍的毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。证明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制以避免胍毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。证明许多细菌物种保持复杂的感觉和遗传机制以避免胍毒性。这一发现进一步突出了关于这种富含氮的化学部分的天然来源的奥秘。