The self-splicing introns are rarely found in bacteria and bacteriophages and they are classified into group I and II according to their structural features and splicing mechanisms. While the group I introns are occasionally found in protein coding regions of phage genomes and in several tRNA genes of bacteria, they were never found so far in protein-coding regions of bacterial genomes. The presence of intron in the recA gene of Bacillus anthracis was found for the first time. It was initially found by DNA sequencing as an intervening sequence (IVS) in the putative recA gene. Previously, the IVS was demonstrated to be an intron by RT-PCR and predicted secondary structure. The in vitro splicing with labeled free GTP confirmed the fact that it is a group I intron. The RecA protein of B. anthracis expressed in E. coli was functional in its ability to complement a recA defect. When recA-negative E. coli cells were irradiated with UV, the Bacillus RecA reduced the UV susceptibility of the recA mutant, regardless of the presence of intron. The difference due to the presence of intron was only found in growth. Based on the fact that the related mycobacterial species contain inteins in the RecA protein at the corresponding site of the Bacillus intron, the presence of an intron in the B. anthracis recA gene appears to provide an important clue to the origin of inteins.
D-ribose uptake occurs through the ABC transporter system encoded by rbsDACBKR operon. Except rbsD, other proteins' function is mostly known. When rbsD and rbsACBK were overexpressed, the cells showed lethality. The suppressors relieving lethality had changes in specific residues that form a secondary structure in mRNA. When mutations breaking the RNA secondary structure was introduced, the lethality was not abolished. Another mutant producing mRNA without being translated did not show the lethality phenotype. Actually, the mutant hardly expresses the transcript of rbsD. This also confirms that the transcript of rbsD causes the lethality. When rbsD and K were exppressed in cells lacking the rbs transport system and containing a low-affinity ribose transporter, the cells showed an enhanced growth on ribose. It was suggested that this growth-promoting ability is due to the mutarotase activity exerted by RbsD. When the two histidines, 20 and 106, at the active site of RbsD was mutated, only the first one reduced growth on ribose. This implies that the histidine at residue is involved in the mutarotase activity of rbsD.
박테리아와 박테리오파지에서 드물게 발견되는 self-splicing 인트론은 구조적 특징과 splicing기작에 의해 그룹 I과 그룹 II로 구분된다. 그룹 I 인트론은 흔히 파지 게놈 중 단백질로 발현되는 유전자나 박테리아의 여러tRNA 유전자에서 발견되었으나, 지금까지 박테리아 게놈 중 단백질로 발현되는 유전자에서는 발견된 적이 없다. 처음으로 탄저균의 recA 유전자에서 인트론의 존재가 발견된 것이다. 초기에 DNA sequencing에 의해 recA로 추정되는 유전자 내에 있는 intervening sequence가 발견되었다. 이전에 RT-PCR과 예상된 2차 구조에 의해 intervening sequence가 인트론 임을 보여주었다. 방사선으로 레이블 된 GTP에 의한 in vitro splicing 실험은 그 인트론이 그룹 I 인트론임을 확인해 주었다. 대장균에서 탄저균의 RecA 단백질을 발현시켰을 때, 그 단백질은 recA가 없는 대장균에서 RecA기능을 보충해 주었다. RecA가 없는 대장균을 UV에 노출시켰을 때, 인트론의 유무와 상관없이 탄저균의 RecA가 그 대장균의 UV감수성을 감소시켰다. 인트론 존재에 따른 차이는 단지 성장 속도에서만 나타났다. 마이코박테리아의 몇 개의 종이 RecA 단백질에 탄저균의 인트론과 비슷한 위치에 인테인을 가지고 있다는 사실을 바탕으로 하면, 탄저균 recA의 인트론의 존재는 인테인의 기원에 중요한 실마리를 제공할 수 있을 것이다.
D-리보스의 섭취는 rbsDACBKR에서 발현되는 ABC수송체계를 통해 일어난다. RbsD를 제외하고, 다른 단백질들은 기능이 거의 알려져 있다. RbsD와 rbsACBK를 과다발현 시켰을 때, 대장균이 죽는 현상을 보였다. 이 치사현상을 억제하는 돌연변이는 특정 위치에 변화가 있는 것들이었는데, 이 위치는 mRNA상에서 2차 구조를 형성하는 위치였다. RNA의 2차 구조를 깨는 돌연변이를 만들었을 때, 치사현상은 사라지지 않았다. RNA가 번역되지 않는 또 다른 돌연변이를 얻었는데, 이것은 예상과는 다르게 치사현상을 보이지 않았다. 실제로 그 돌연변이체는 rbsD의 RNA를 거의 발현하지 않았다. 이러한 현상은 rbsD의 RNA가 치사현상을 일으킨다는 이전의 결론을 다시 한번 확인시켜준 결과이다. rbs 수송 시스템이 없고, 저친화적 리보스 수송체계를 가지고 있는 세포에서 rbsD와 rbsK를 과다발현시켰을 때, 대장균은 리보스에 대해 성장 속도가 증가하는 양상을 보였다. 이러한 성장 촉진 능력은 RbsD에 의한 mutarotase 활성에 기인한 것이다. RbsD의 active site에 있는 20과 106번째에 위치한 histidine을 돌연변이 시켰을 때, 첫번째 histidine에 관련된 것만 리보스에 대한 성장 속도를 감소시켰다. 이것은 이 histidine이 RbsD의 mutarotase 활성에 수반됨을 의미한다.
