WikiDer > Аденилилирование

Adenylylation
AMPylator настраивает целевой белок с АТФ для реакции AMPylation.

Аденилилирование,[1][2] более известный как AMPylation, это процесс, в котором аденозинмонофосфат (AMP) ковалентно присоединена к аминокислота боковая цепь белок.[3] Это ковалентное добавление AMP к гидроксильной боковой цепи белка представляет собой посттрансляционная модификация.[4] Аденилилирование включает фосфодиэфирная связь между гидроксильной группой молекулы, подвергающейся аденилилированию, и фосфатной группой аденозинмонофосфата нуклеотид (т.е. адениловая кислота). Ферменты которые способны катализировать этот процесс, называются AMPylators. Известные аминокислоты, на которые нацелены белки, - это тирозин и треонин, а иногда и серин.[5] Когда заряды белка претерпевают изменение, это влияет на характеристики белка, обычно изменяя его форму за счет взаимодействия аминокислот, составляющих белок. AMPylation может иметь различные эффекты на белок. Это такие свойства белка, как стабильность, ферментативная активность, связывание кофакторов и многие другие функциональные возможности белка. Наиболее часто идентифицируемыми белками для AMPилирования являются GTPases и глютамин синтетаза.

AMPylator, присоединивший АТФ, теперь AMP к целевому белку, завершает AMPylation.

AMPylators

Ферменты, ответственные за AMPylation, называемые AMPylators, делятся на два разных семейства, все в зависимости от их структурных свойств и используемого механизма. Эти две семьи являются ДНК-β-полимеразоподобные и семейство Fic.[6]

ДНК-β-полимеразоподобный, представляет собой семейство Нуклеотидилтрансфераза.[4] Более конкретно это известно как семейство GlnE. Есть определенный мотив, который используется для уточнения этой конкретной семьи. Мотив состоит из трехцепочечного β-листа, который является частью координации иона магния и связывания фосфата. Аспартат необходим для активности в этой семье.

Семейство Fic, которое представляет собой филаментацию, индуцированную циклическим AMP-доменом, как известно, выполняет AMPylation. Это семейство белков встречается во всех сферах жизни на Земле. Это опосредовано механизмом мотива альфа-спирали АТФ-сайта связывания. Инфекционные бактерии используют этот домен, чтобы прервать фагоцитоз и вызвать гибель клеток. Fic-домены - это эволюционно консервативные домены в прокариоты и эукариоты принадлежат к суперсемейству доменов Fido.[4]

Было показано, что эти ферменты сопоставимы с киназами из-за их активности гидролиза АТФ и обратимого переноса метаболита на гидроксильную боковую цепь белкового субстрата.

Де-Ампилирование

GS-ATasE (GlnE) представляет собой AMPylator, который, как было показано, катализирует де-AMPилирование глутамин синтетазы, удаляя ковалентную связь между AMP и гидроксильным остатком белка. Он содержит два домена аденилилтрансферазы, которые участвуют в добавлении и удалении АМФ из глутаминсинтетазы. Де-AMPylation происходит на N-конце домена. После удаления AMP из глутаминсинтетазы GS-ATase образует ADP и немодифицированную глутаминсинтетазу.[4]

Патогенность

Было показано, что белки бактерий, также известные как эффекторы, используют AMPylation. Было показано, что такие эффекторы, как VopS, IbpA и DrrA, AMPylate GTPases хозяина и вызывают изменения актинового цитоскелета. GTPases являются частыми целями AMPylators. Ро, Раб, и Арф GTPase семьи участвуют в актин цитоскелет динамика и везикулярный трафик. Они также играют роль в механизмах клеточного контроля, таких как фагоцитоз в клетке-хозяине.

В возбудитель усиливает или предотвращает его интернализацию путем индукции или ингибирования фагоцитоза клетки-хозяина.[4]Вибрион парагемолитический это грамотрицательная бактерия, вызывающая пищевое отравление в результате употребления людьми сырых или недоваренных морепродуктов.[7] VopS, эффектор типа III, обнаруженный у Вибрион парагемолитический, содержит домен Fic, который имеет консервативный мотив HPFx (D / E) GN (G / K) R, который содержит остаток гистидина, необходимый для AMPилирования. VopS блокирует сборку актина путем модификации остатка треонина в области switch 1 Rho GTPases. Перенос фрагмента AMP с использованием АТФ к остатку треонина приводит к стерическим затруднениям и, таким образом, предотвращает взаимодействие Rho GTPases с последующими эффекторами. В результате контроль актинового цитоскелета клетки-хозяина отключается, что приводит к округлению клеток.[4][7]

IbpA секретируется в эукариотические клетки из Х. сомни, грамотрицательная бактерия крупного рогатого скота, вызывающая инфекцию респираторного эпителия. Этот эффектор содержит два Fic домена в С-концевой области. Ампилирование Fic домена IbpA GTPases семейства Rho отвечает за его цитотоксичность. АМФилирование остатка тирозина в области switch 1 блокирует взаимодействие GTPases с нижележащими субстратами, такими как PAK.

Рекомендации

  1. ^ Хан К.К., Мартинаж А. (1992). «Посттрансляционные химические модификации белков». Int. J. Biochem. 24 (1): 19–28. PMID 1582530.
  2. ^ Гарретт, Р.Х. и К.М. Гришем. Биохимия. 3-е изд. Бельмонт, Калифорния: Томас, 2007. 815-20.
  3. ^ Итцен, Эймельт, Вульф Бланкенфельдт и Роджер С. Гуди. «Аденилилирование: возрождение забытой посттрансляционной модификации». Тенденции в биохимических науках 36,4 (2011): 221-228. Распечатать.
  4. ^ а б c d е ж Вулери, Эндрю. «AMPylation: что-то старое снова новое». Границы микробиологии 1 (2010): 1-18. Распечатать.
  5. ^ Кейси, А. К., и Орт, К. (14 февраля 2018 г.). Ферменты, участвующие в AMPylation и deAMPylation. Химические обзоры. Американское химическое общество. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00145
  6. ^ Хедберг, К., Ицен, А. (2015). Молекулярные перспективы аденилилирования белков. ACS Химическая биология, 10 (1), 12–21. https://doi.org/10.1021/cb500854e
  7. ^ а б Луонг, П., Л. Н. Кинч, К. А. Браутигам, Н. В. Гришин, Д. Р. Томчик и К. Орт. «Кинетические и структурные представления о механизме AMPylation с помощью VopS Fic Domain». Журнал биологической химии 285.26 (2010): 20155-20163. Распечатать.