Herbaspirillum seropedicae is a plant growth promoting bacterium that is able to fix nitrogen and to colonize the surface and internal tissues of important crops. Nitrogen fixation in H. seropedicae is regulated at the transcriptional level by the prokaryotic enhancer binding protein NifA. The activity of NifA is negatively affected by oxygen and positively stimulated by interaction with GlnK, a PII signaling protein that monitors intracellular levels of the key metabolite 2-oxoglutarate (2-OG) and functions as an indirect sensor of the intracellular nitrogen status. GlnK is also subjected to a cycle of reversible uridylylation in response to intracellular levels of glutamine. Previous studies have established the role of the N-terminal GAF domain of NifA in intramolecular repression of NifA activity and the role of GlnK in relieving this inhibition under nitrogen-limiting conditions. However, the mechanism of this control of NifA activity is not fully understood. Here, we constructed a series of GlnK variants to elucidate the role of uridylylation and effector binding during the process of NifA activation. Our data support a model whereby GlnK uridylylation is not necessary to activate NifA. On the other hand, binding of 2-OG and MgATP to GlnK are very important for NifA activation and constitute the most important signal of cellular nitrogen status to NifA.

中文翻译：

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GlnK PII 信号转导蛋白对 Herbaspirillum seropedicae NifA 的调节是由与变构位点结合的效应子介导的。

Herbaspirillum seropedicae 是一种植物生长促进细菌，能够固氮并定殖于重要作物的表面和内部组织。原核增强子结合蛋白 NifA 在转录水平调节 H. seropedicae 中的固氮作用。NifA 的活性受到氧气的负面影响，并受到与 GlnK 相互作用的正面刺激，GlnK 是一种 PII 信号蛋白，可监测关键代谢物 2-酮戊二酸 (2-OG) 的细胞内水平，并作为细胞内氮状态的间接传感器。GlnK 还响应于细胞内谷氨酰胺水平而经历可逆尿苷酰化循环。以前的研究已经确定了 NifA 的 N 末端 GAF 结构域在 NifA 活性的分子内抑制中的作用以及 GlnK 在氮限制条件下缓解这种抑制的作用。然而，这种控制 NifA 活动的机制尚不完全清楚。在这里，我们构建了一系列 GlnK 变体，以阐明在 NifA 激活过程中尿苷酰化和效应结合的作用。我们的数据支持一个模型，即 GlnK uridylylation 不是激活 NifA 所必需的。另一方面，2-OG 和 MgATP 与 GlnK 的结合对于 NifA 的激活非常重要，并且构成了 NifA 细胞氮状态的最重要信号。我们构建了一系列 GlnK 变体来阐明在 NifA 激活过程中尿苷酰化和效应结合的作用。我们的数据支持一个模型，即 GlnK uridylylation 不是激活 NifA 所必需的。另一方面，2-OG 和 MgATP 与 GlnK 的结合对于 NifA 的激活非常重要，并且构成了 NifA 细胞氮状态的最重要信号。我们构建了一系列 GlnK 变体来阐明在 NifA 激活过程中尿苷酰化和效应结合的作用。我们的数据支持一个模型，即 GlnK uridylylation 不是激活 NifA 所必需的。另一方面，2-OG 和 MgATP 与 GlnK 的结合对于 NifA 的激活非常重要，并且构成了 NifA 细胞氮状态的最重要信号。