stringtranslate.com

HslVU

Белки теплового шока HslV и HslU ( комплекс HslVU ; также известные как ClpQ и ClpY соответственно, или ClpQY ) экспрессируются во многих бактериях, таких как E. coli, в ответ на клеточный стресс. [1] Белок hslV является протеазой , а белок hslU является АТФазой ; они образуют симметричную сборку из четырех уложенных друг на друга колец, состоящую из додекамера hslV, связанного с гексамером hslU, с центральной порой, в которой находятся активные центры протеазы и АТФазы . Белок hslV разрушает ненужные или поврежденные белки только в комплексе с белком hslU в состоянии, связанном с АТФ . Считается, что HslV напоминает гипотетического предка протеасомы , большого белкового комплекса, специализированного на регулируемой деградации ненужных белков у эукариот , многих архей и нескольких бактерий. HslV имеет большое сходство с основными субъединицами протеасом. [2]

Генетика

Оба белка кодируются в одном и том же опероне в бактериальном геноме . В отличие от многих эукариотических протеасом, которые имеют несколько различных специфичностей пептидного субстрата , hslV имеет специфичность, схожую со специфичностью химотрипсина ; поэтому он ингибируется ингибиторами протеасом, которые специфически нацелены на сайт химотрипсина в эукариотических протеасомах. [3] Хотя комплекс HslVU сам по себе стабилен, некоторые данные свидетельствуют о том, что комплекс формируется in vivo субстрат-индуцированным образом из-за конформационного изменения в комплексе hslU-субстрат, которое способствует связыванию hslV. [4]

Гены HslV и hslU также были идентифицированы у некоторых эукариот, хотя им также требуется конститутивно выраженная протеасома для выживания. Эти эукариотические комплексы HslVU собираются в, по-видимому, функциональные единицы, что предполагает, что эти эукариоты имеют как функциональные протеасомы, так и функциональные системы hslVU. [5]

Регулирование

Промоторная область оперона, кодирующего HslU и HslV, содержит структуру стебля-петли , которая необходима для экспрессии гена . Эта структура способствует стабильности мРНК . [6]

Мотивы в разворачивании пептидов

Четырехаминокислотный мотив последовательности - GYVG, глицин - тирозин - валин - глицин - сохраняющийся в hslU АТФазах и расположенный на внутренней поверхности собранной поры, резко ускоряет деградацию некоторых белков и требуется для деградации других. Однако эти мотивы не являются необходимыми для деградации коротких пептидов и не играют прямой роли в гидролизе, что предполагает, что их основная роль заключается в развертывании структуры нативного состояния субстрата и передаче полученной неупорядоченной полипептидной цепи субъединицам hslV для деградации. Эти мотивы также влияют на сборку комплекса. [7] Транслокация также облегчается C-концевыми хвостами субъединиц HslU, которые образуют ворота, закрывающие протеолитически активные сайты в центральной поре до тех пор, пока субстрат не будет связан и развернут. [8]

Механизм

Основной механизм, посредством которого комплекс hslVU осуществляет протеолитическую деградацию субстрата, по сути, такой же, как и тот, который наблюдается в эукариотической протеасоме, катализируемой остатками треонина N-активного участка . Оба являются членами семейства T1. [9] Он ингибируется ингибиторами ферментов , которые ковалентно связывают треонин. [10] Как и протеасома, hslU должен связывать АТФ магний -зависимым образом , прежде чем может произойти связывание субстрата и его разворачивание. [11]

Ссылки

  1. ^ Рамачандран Р., Хартманн К., Сонг Х.К., Хубер Р., Бохтлер М. (2002). Функциональные взаимодействия HslV (ClpQ) с АТФазой HslU (ClpY). Proc Natl Acad Sci USA 99(11):7396-401.
  2. ^ Gille C, Goedel A, Schloetelburg C, Preißner R, Kloetzell PM, Gobel UB, Frommell C. (2003). Комплексный взгляд на протеасомные последовательности: значение для эволюции протеасомы. J Mol Biol 326: 1437–1448.
  3. ^ Rohrwild M, Coux O, Huang HC, RP Moerschell RP, Yoo SJ, Seol JH, Chung CH, Goldberg AL. (1996). HslV-HslU: новый АТФ-зависимый протеазный комплекс в Escherichia coli, связанный с эукариотической протеасомой. Proc Natl Acad Sci USA 93(12): 5808–5813
  4. ^ Azim MK, Goehring W, Song HK, Ramachandran R, Bochtler M, Goettig P. (2005). Характеристика сродства шаперона HslU к протеазе HslV. Protein Sci 14(5):1357-62.
  5. ^ Ruiz-Gonzalez MX, Marin I. (2006). Гены HslU и HslV, связанные с протеасомой, типичные для эубактерий, широко распространены у эукариот. J Mol Evol 63(4):504-12.
  6. ^ Lien, HY; Yu, CH; Liou, CM; Wu, WF (2009). «Регулирование экспрессии гена clpQ⁺Y⁺ (hslV⁺U⁺) в Escherichia coli». The Open Microbiology Journal . 3 : 29–39. doi : 10.2174/1874285800903010029 . PMC  2681174. PMID  19440251 .
  7. ^ Park E, Rho YM, Koh OJ, Ahn SW, Seong IS, Song JJ, Bang O, Seol JH, Wang J, Eom SH, Chung CH. (2005). Роль мотива поры GYVG АТФазы HslU в разворачивании белка и транслокации для деградации пептидазой HslV. J Biol Chem 280(24):22892-8.
  8. ^ Seong IS, Kang MS, Choi MK, Lee JW, Koh OJ, Wang J, Eom SH, Chung CH. (2002). C-концевые хвосты АТФазы HslU действуют как молекулярный переключатель для активации пептидазы HslV. J Biol Chem 277(29):25976-82.
  9. ^ Bogyo M, McMaster JS, Gaczynska M, Tortorella D, Goldberg AL, Ploegh H. (1997). Ковалентная модификация активного центра треонина протеасомальных бета-субъединиц и гомолога Escherichia coli HslV новым классом ингибиторов. Proc Natl Acad Sci USA 94(13):6629-34.
  10. ^ Sousa MC, Kessler BM, Overkleeft HS, McKay DB. (2002). Кристаллическая структура HslUV в комплексе с ингибитором винилсульфона: подтверждение предложенного механизма аллостерической активации HslV HslU. J Mol Biol 318(3):779-85.
  11. ^ Burton RE, Baker TA, Sauer RT. (2005). Нуклеотид-зависимое распознавание субстрата протеазой AAA+ HslUV. Nat Struct Mol Biol 12(3):245-51.

Внешние ссылки

Дальнейшее чтение