stringtranslate.com

Цианофициназа

Биологическая сборка цианофициназы, определенная из организма Synechocystis sp. PCC6803
Каталитическая триада цианофициназы — это Ser 132, His 174 и Glu 201. Другие консервативные остатки, которые образуют карман вокруг серина, включают: Gln101, Asp172, Gln173, Arg178, Arg180 и Arg183.

Цианофициназа ( EC 3.4.15.6, фермент, разрушающий цианофицин , фермент, гидролизующий бета-Asp-Arg , CGPase , CphB , CphE , полипептидаза гранул цианофицина , внеклеточная CGPase ) — это фермент . [1] [2] [3] Он катализирует следующую химическую реакцию

[L-Asp(4-L-Arg)] n + H 2 O [L-Asp(4-L-Arg)] n-1 + L-Asp(4-L-Arg)

Фермент высокоспецифичен для разветвленного полипептида цианофицина . Он похож на дипептидазу E , другую сериновую протеазу семейства S51 .

Структура

Асимметричная единица цианофициназы состоит из трех идентичных цепей, каждая из которых содержит 291 остаток. Структура цианофициназы была определена из пресноводной цианобактерии Synechocystis sp. PCC 6803 при разрешении 1,5-A, которое показало, что структура является димерной. [4]

Функция фермента

Цианофициназа — это специфичная к карбоксильному концу экзопептидаза, то есть она катализирует расщепление пептидной связи карбоксильного конца цианофицина. Была выдвинута гипотеза, что цианофициназа является сериновой протеазой из-за экстремального ингибирования фермента при использовании с известными ингибиторами сериновой протеазы, такими как ДМСО. Эксперименты по направленному мутагенезу подтвердили, что фермент является сериновой протеазой, и предположили, что Ser 132 является первичным каталитическим остатком. Другие ключевые остатки для специфичности включают Gln101, Asp172, Gln173, Arg178, Arg180 и Arg183, которые образуют консервативный карман, прилегающий к Ser 132. Кинетическая характеристика фермента показывает, что фермент демонстрирует кинетику Михаэлиса-Ментен с ak cat 16,5 с −1 и ak cat /K M 7,5 × 10 6 M −1 с −1 . [5]

Связь с хранением азота у цианобактерий

Цианофицин обладает высокой устойчивостью к деградации всеми обычными протеазами, и единственный фермент, способный его гидролизовать, — это цианофициназа. Цианофицин — это нерибосомально синтезируемый пептидильный полимер, который используется для хранения азота цианобактериями и другими избранными эубактериями. Примерно 90% цианобактерий являются диазотрофами, что означает, что они могут расти без внешнего источника фиксированного азота. Диазотрофный рост [6] был серьезно нарушен у бактерий с мутировавшим геном цианофициназы, что указывает на то, что неспособность деградировать цианофицин пагубна для диазотрофного роста цианобактерий из-за избытка хранения азота.

Ссылки

  1. ^ Obst M, Krug A, Luftmann H, Steinbüchel A (июль 2005 г.). «Деградация цианофицина штаммом Sedimentibacter hongkongensis KI и штаммом Citrobacter amalonaticus G, выделенными из анаэробного бактериального консорциума». Applied and Environmental Microbiology . 71 (7): 3642–52. Bibcode :2005ApEnM..71.3642O. doi :10.1128/aem.71.7.3642-3652.2005. PMC  1169039 . PMID  16000772.
  2. ^ Obst M, Oppermann-Sanio FB, Luftmann H, Steinbüchel A (июль 2002 г.). «Выделение бактерий, разрушающих цианофицин, клонирование и характеристика внеклеточного гена цианофициназы (cphE) из штамма Pseudomonas anguilliseptica BI. Ген cphE из P. anguilliseptica BI кодирует фермент, гидролизующий цианофицин». Журнал биологической химии . 277 (28): 25096–105. doi : 10.1074/jbc.m112267200 . PMID  11986309.
  3. ^ Richter R, Hejazi M, Kraft R, Ziegler K, Lockau W (июль 1999). «Цианофициназа, пептидаза, разрушающая резервный материал цианобактерий мульти-L-аргинил-поли-L-аспарагиновую кислоту (цианофицин): молекулярное клонирование гена Synechocystis sp. PCC 6803, экспрессия в Escherichia coli и биохимическая характеристика очищенного фермента». European Journal of Biochemistry . 263 (1): 163–9. doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00479.x . PMID  10429200.
  4. ^ AM Law et al. «Структурная основа специфического расщепления бета-пептида сериновой протеазой цианофициназой». J. Mol. Biol. (2009) https://doi.org/10.1016/j.jmb.2009.07.001
  5. ^ AM Law et al. «Структурная основа специфического расщепления бета-пептида сериновой протеазой цианофициназой». J. Mol. Biol. (2009) https://doi.org/10.1016/j.jmb.2009.07.001
  6. ^ Picossi S, Valladares A, Flores E, Herrero A. «Гены, регулируемые азотом, для метаболизма цианофицина, полимера-резерватора азота бактерий: экспрессия и мутационный анализ двух кластеров генов синтетазы и цианофициназы цианофицина в гетероцистообразующей цианобактерии Anabaena sp. PCC 7120» J Biol Chem. 2004 19 марта;279(12):11582-92. doi: https://doi.org/10.1074/jbc.m311518200

Внешние ссылки