stringtranslate.com

Тирозилпротеинсульфотрансфераза

Модель предлагаемого двухсайтового механизма пинг-понга сульфатирования тирозина
Модель для предлагаемого механизма SN2-подобного внутрилинейного замещения сульфатирования тирозина

Тирозилпротеинсульфотрансфераза — фермент, катализирующий сульфатирование тирозина . [1]

Функция

Тирозилпротеинсульфотрансфераза — это фермент, катализирующий реакцию сульфатирования белковых тирозинов, посттрансляционную модификацию белков. Он использует 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфат (PAPS) в качестве донора сульфоната и связывает белки с целевыми остатками тирозина, в конечном итоге образуя группу эфира O-сульфата тирозина и десульфированный 3'-фосфоаденозин-5'-фосфат (PAP). [2] [3] [4]

TPST и сульфатирование тирозина участвуют во многих биологических и физиологических процессах. Было обнаружено, что сульфатирование тирозина является важной частью воспалительного процесса, движения лейкоцитов и цитоза, проникновения вирусной клетки и других межклеточных и межбелковых взаимодействий. [2] [3] Для выбора определенных остатков тирозина требуется общедоступный остаток тирозина и кислые остатки в пределах +5 или -5 остатков целевого тирозина. [2] [3] [4] Гликопротеиновый лиганд-1 P-селектина (PSGL-1) был тщательно изучен в качестве субстрата для TPST, а также важности сульфатирования в PSGL-1 и его способности связывать свой рецептор. [5] Другой субстрат для TPST, CC-хемокиновый рецептор 5 ( CCR5 ), вызвал интерес из-за своей роли в качестве целевого белка для проникновения вируса ВИЧ в клетки. Важность сульфатирования CCR5 для проникновения ВИЧ привела к исследованию TPST и CCR5, включая характеристику паттерна сульфатирования CCR5. [6] Помимо этих двух белков, другие известные белковые субстраты включают холецистокинин (CCK), фактор V и фактор VIII , гастрин , фермент пиявки гирудин , фибриноген , компонент комплемента 4 , рецептор фолликулостимулирующего гормона (FSHR) и другие хемокины и рецепторы, сопряженные с G-белком . [2] [3] Полный, актуальный список можно найти на сайте UniProtKB.

Характеристика и свойства

Тирозилпротеинсульфотрансфераза (TPST) является трансмембранным белком II типа . [7] Он состоит из короткой цитозольной области, которая содержит N-конец белка, одной трансмембранной области длиной около 17 аминокислот, небольшой стволовой области длиной около 40 аминокислот и более крупной каталитической области, которая расположена на люминальной стороне мембраны. [2] [4] Он локализован в аппарате Гольджи , в частности в транс -Гольджи-области, и действует почти исключительно на секреторные и плазматические мембранные белки. [8] TPST имеет размер около 50-54 кДа и имеет две подтвержденные изоформы у млекопитающих, TPST-1 и TPST-2, которые имеют длину 370 и 377 остатков соответственно. [7] [9] Оба довольно похожи и имеют приблизительно 63% идентичности аминокислот, но демонстрируют немного различную специфичность к белковому субстрату. [2] [4]

TPST является распространенным ферментом, обнаруженным во многих многоклеточных эукариотах, включая млекопитающих, большинство позвоночных, а также ряд видов беспозвоночных, включая Drosophila melanogaster . [2] [3] [10] Его важность может быть дополнительно продемонстрирована тем фактом, что до 1% всех секретируемых и мембранных остатков тирозина, как обнаружено, сульфатированы. [6] [11]

Механизм

За последние два года, используя кристаллическую структуру каталитической области TPST-2 и различные эксперименты, другие методы с применением методов масс-спектрометрии пришли к выводу о двух отдельных механизмах.

Двухпозиционный механизм пинг-понга

Был предложен двухсайтовый механизм пинг-понга для TPST и сульфатирования тирозина. PAPS входит в один сайт TPST, и сульфонатная группа переносится на остаток гистидина в ферменте, и PAP высвобождается. Затем целевой белок и тирозин связывают TPST, и гистидин переносит сульфонатную группу на целевой тирозин. [11]

Механизм смещения в ряд, подобный SN2

На основе кристаллической структуры TPST-2 с комплементом C4 и PAP был предложен механизм SN2 -подобного линейного замещения. В этом механизме как PAPS, так и целевой тирозин связываются с одним и тем же активным сайтом в ферменте и ориентируются таким образом, что остаток глутаминовой кислоты действует как каталитическое основание на гидроксильной группе тирозина, остаток аргинина действует как каталитическая кислота, а остатки серина и лизина используются для стабилизации SN2-подобного промежуточного соединения. Депротонированный гидроксил будет атаковать сульфонатную группу, затем замещать фосфатную группу, и PAP будет высвобождаться вместе с остатком сульфотирозина. [4]

Примеры

Гены человека, кодирующие ферменты протеин-тирозинсульфотрансферазы, включают:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Lee RW, Huttner WB (сентябрь 1983 г.). «Тирозин-O-сульфатированные белки клеток феохромоцитомы PC12 и их сульфатирование тирозилпротеинсульфотрансферазой». J. Biol. Chem . 258 (18): 11326–34. doi : 10.1016/S0021-9258(17)44421-8 . PMID  6577005.
  2. ^ abcdefg Stone MJ, Chuang S, Hou X, Shoham M, Zhu JZ (июнь 2009 г.). «Сульфатирование тирозина: все более признаваемая посттрансляционная модификация секретируемых белков». New Biotechnology . 25 (5): 299–317. doi :10.1016/j.nbt.2009.03.011. PMID  19658209.
  3. ^ abcde Niehrs C, Beisswanger R, Huttner WB (июнь 1994). "Protein tyrosine sulfation, 1993--an update". Chemico-Biological Interactions . 92 (1–3): 257–71. doi :10.1016/0009-2797(94)90068-x. PMID  8033259.
  4. ^ abcde Teramoto T, Fujikawa Y, Kawaguchi Y, Kurogi K, Soejima M, Adachi R, Nakanishi Y, Mishiro-Sato E, Liu MC, Sakakibara Y, Suiko M, Kimura M, Kakuta Y (2013). "Кристаллическая структура человеческой тирозилпротеинсульфотрансферазы-2 раскрывает механизм реакции сульфатирования тирозина белка". Nature Communications . 4 : 1572. Bibcode :2013NatCo...4.1572T. doi :10.1038/ncomms2593. PMC 3601584 . PMID  23481380. 
  5. ^ Kehoe JW, Bertozzi CR (март 2000). "Сульфатирование тирозина: модулятор внеклеточных белок-белковых взаимодействий". Химия и биология . 7 (3): R57-61. doi : 10.1016/s1074-5521(00)00093-4 . PMID  10712936.
  6. ^ ab Seibert C, Cadene M, Sanfiz A, Chait BT, Sakmar TP (20 августа 2002 г.). «Сульфатирование тирозина N-терминального пептида CCR5 тирозилпротеинсульфотрансферазами 1 и 2 следует дискретному образцу и временной последовательности». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (17): 11031–6. Bibcode : 2002PNAS...9911031S. doi : 10.1073/pnas.172380899 . PMC 123205. PMID  12169668 . 
  7. ^ ab Ouyang Yb, Lane WS, Moore KL (17 марта 1998 г.). «Тирозилпротеинсульфотрансфераза: очистка и молекулярное клонирование фермента, катализирующего O-сульфатирование тирозина, распространенную посттрансляционную модификацию эукариотических белков». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (6): 2896–901. Bibcode : 1998PNAS...95.2896O. doi : 10.1073/pnas.95.6.2896 . PMC 19666. PMID  9501187 . 
  8. ^ Lee RW, Huttner WB (сентябрь 1985 г.). "(Glu62, Ala30, Tyr8) n служит высокоаффинным субстратом для тирозилпротеинсульфотрансферазы: фермента Гольджи". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 82 (18): 6143–7. Bibcode : 1985PNAS...82.6143L. doi : 10.1073 /pnas.82.18.6143 . PMC 391008. PMID  3862121. 
  9. ^ Beisswanger R, Corbeil D, Vannier C, Thiele C, Dohrmann U, Kellner R, Ashman K, Niehrs C, Huttner WB (15 сентября 1998 г.). «Существование отдельных генов тирозилпротеинсульфотрансферазы: молекулярная характеристика тирозилпротеинсульфотрансферазы-2». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 95 (19): 11134–9. Bibcode : 1998PNAS...9511134B. doi : 10.1073/pnas.95.19.11134 . PMC 21608. PMID  9736702. 
  10. ^ Chen BH, Wang CC, Lu LY, Hung KS, Yang YS (февраль 2013 г.). «Флуоресцентный анализ посттрансляционного сульфатирования тирозина в белках». Аналитическая и биоаналитическая химия . 405 (4): 1425–9. doi :10.1007/s00216-012-6540-3. PMID  23161068. S2CID  206911254.
  11. ^ ab Danan LM, Yu Z, Ludden PJ, Jia W, Moore KL, Leary JA (сентябрь 2010 г.). "Каталитический механизм резидентной человеческой тирозилпротеинсульфотрансферазы-2 в аппарате Гольджи: подход с использованием масс-спектрометрии". Журнал Американского общества масс-спектрометрии . 21 (9): 1633–42. doi :10.1016/j.jasms.2010.03.037. PMC 3088362. PMID  20462768 . 

Внешние ссылки