La proteína activadora de catabolitos ( CAP ; también conocida como proteína receptora de AMPc , CRP ) es un activador transcripcional de acción trans que existe como un homodímero en solución. Cada subunidad de CAP está compuesta por un dominio de unión a ligando en el extremo N (CAP N , residuos 1 a 138) y un dominio de unión a ADN en el extremo C (DBD, residuos 139 a 209). [1] [2] Dos moléculas de AMPc ( AMP cíclico ) se unen al CAP dimérico con cooperatividad negativa . "El AMP cíclico funciona como un efector alostérico al aumentar la afinidad de CAP por el ADN" . CAP se une a una región de ADN aguas arriba del sitio de unión al ADN de la ARN polimerasa. CAP activa la transcripción a través de interacciones proteína-proteína con la subunidad α de la ARN polimerasa. Esta interacción proteína-proteína es responsable de (i) catalizar la formación del complejo cerrado RNAP-promotor; y (ii) isomerización del complejo RNAP-promotor a la conformación abierta. La interacción de CAP con la ARN polimerasa provoca la curvatura del ADN cerca del sitio de inicio de la transcripción, catalizando así eficazmente el proceso de inicio de la transcripción. [3] El nombre de CAP se deriva de su capacidad para afectar la transcripción de genes implicados en muchas vías catabólicas. Por ejemplo, cuando la cantidad de glucosa transportada al interior de la célula es baja, una cascada de acontecimientos da como resultado un aumento de los niveles de AMPc citosólico . Este aumento en los niveles de AMPc es detectado por CAP, que activa la transcripción de muchos otros genes catabólicos.
CAP tiene una estructura característica de motivo de hélice-giro-hélice que le permite unirse a sucesivos surcos principales del ADN. Las dos hélices se refuerzan y cada una provoca un giro de 43° en la estructura, con un giro total de 94° en el ADN. [4]
Esta interacción abre la molécula de ADN, permitiendo que la ARN polimerasa se una y transcriba los genes implicados en el catabolismo de la lactosa . [1] [2] Se requiere AMPc-CAP para la activación de la transcripción del operón lac .
Este requisito refleja la mayor simplicidad con la que se puede metabolizar la glucosa en comparación con la lactosa. La célula "prefiere" la glucosa y, si está disponible, el operón lac no se activa, incluso cuando hay lactosa presente. Ésta es una forma eficaz de integrar las dos señales diferentes. Este fenómeno se conoce como represión catabólica . CAP juega un papel importante en la represión de catabolitos , un ejemplo bien conocido de módulo y también juega un papel en el regulon de Mal . [5]