Ацилпротеиновые тиоэстеразы представляют собой ферменты, которые отщепляют липидные модификации белков, расположенных на атоме серы остатков цистеина, связанных тиоэфирной связью. [1] Ацилпротеиновые тиоэстеразы являются частью суперсемейства белков α / β гидролаз и имеют консервативную каталитическую триаду . [2] По этой причине ацил-протеиновые тиоэстеразы также способны гидролизовать связанные с кислородом сложноэфирные связи .
![]() Кристаллическая структура APT1 человека, код PDB 1fj2 . Альфа-спирали - красным, бета-нити - золотым, остатки каталитических сайтов - черным. Два разных мономера димера окрашены в зеленый и коричневый цвета. | ||||||||
Идентификаторы | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Символ | Ацилпротеинтиоэстеразы (АПТ) | |||||||
Pfam | PF02230 | |||||||
ИнтерПро | IPR029058 | |||||||
|
Функция
Ацилпротеиновые тиоэстеразы участвуют в депальмитоилировании белков, что означает, что они отщепляют пальмитоильные модификации цистеиновых остатков белков. Клеточные мишени включают тримерные белки G-альфа , [3] ионные каналы [4] и GAP-43 . [5] Более того, человеческие тиоэстеразы ацил-протеина 1 и 2 были идентифицированы как основные компоненты, контролирующие цикл пальмитоилирования онкогена Ras . [6] [7] Депальмитоилирование Ras с помощью ацил-протеиновых тиоэстераз потенциально снижает сродство Ras к эндомембранам , позволяя ему снова пальмитоилироваться в аппарате Гольджи и направляться к плазматической мембране . Таким образом, считается, что ацилпротеиновые тиоэстеразы корректируют потенциальную неправильную локализацию Ras.
Известные ферменты
|
|
В настоящее время полностью подтвержденными тиоэстеразами ацил-протеинов человека являются APT1 [8] и APT2 [9], которые имеют 66% гомологию последовательностей . [10] Кроме того, сообщается о небольшом количестве предполагаемых ацил-протеиновых тиоэстераз , включая семейство ферментов ABHD17 . [11] [12] В лизосоме PPT1 из семейства пальмитоил- протеинтиоэстераз обладает ферментативной активностью, аналогичной активности ацил-протеиновых тиоэстераз.
Состав
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/82/APT_tunnel.png/176px-APT_tunnel.png)
Ацилпротеиновые тиоэстеразы имеют 3 основных структурных компонента, которые определяют функцию белка и процессинг субстрата : 1. Консервативная классическая каталитическая триада для разрыва сложноэфирных и тиоэфирных связей; [2] 2. Длинный гидрофобный субстратный туннель для размещения пальмитоильной части, как идентифицировано в кристаллических структурах ацил-протеиновой тиоэстеразы 1 человека, [2] ацил-протеиновой тиоэстеразы 2 человека [13] и ацил-протеинтиоэстеразы 2 Zea mays. ; [14] 3. Крышка- петля, которая покрывает каталитический сайт , очень гибкая и является основным фактором, определяющим скорость высвобождения продукта фермента . [14]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/d6/APT_mechanism_and_product_release.png/342px-APT_mechanism_and_product_release.png)
Торможение
Участие в контроле локализации онкогена Ras сделало ацил-протеиновые тиоэстеразы потенциальными мишенями для лечения рака . [15] Считается, что ингибирование ацил-протеиновых тиоэстераз увеличивает неправильную локализацию Ras на клеточных мембранах , что в конечном итоге приводит к коллапсу цикла Ras. Ингибиторы ацил-протеиновых тиоэстераз специфически нацелены на туннель гидрофобного субстрата, [16] [13] серин каталитического сайта [17] или и то, и другое. [18]
Исследовать
Современные подходы к изучению биологической активности ацил-протеиновых тиоэстераз включают протеомику , мониторинг транспорта микроинъектированных флуоресцентных субстратов, [19] [7] использование проницаемых для клеток субстратов-миметиков [20] и проницаемых для клеток малых молекул флуоресцентных химических инструментов. [21] [22] [23] [24]
Рекомендации
- ^ Зейдман R, Джексон CS, Маги AI (январь 2009). «Белковые ацилтиоэстеразы (Обзор)». Молекулярная мембранная биология . 26 (1): 32–41. DOI : 10.1080 / 09687680802629329 . hdl : 10044/1/1452 . PMID 19115143 .
- ^ а б в Деведжиев Ю., Даутер З., Кузнецов С.Р., Джонс Т.Л., Деревенда З.С. (ноябрь 2000 г.). «Кристаллическая структура тиоэстеразы I ацилпротеина человека из одного набора данных рентгеновского излучения на 1,5 A». Структура . 8 (11): 1137–46. DOI : 10.1016 / s0969-2126 (00) 00529-3 . PMID 11080636 .
- ^ Ван А., Ян Х.С., Фридман П., Джонсон, Калифорния, Деннис Э.А. (февраль 1999 г.). «Специфическая лизофосфолипаза человека: клонирование кДНК, распределение в тканях и кинетическая характеристика». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - молекулярная и клеточная биология липидов . 1437 (2): 157–69. DOI : 10.1016 / s1388-1981 (99) 00012-8 . PMID 10064899 .
- ^ Тиан Л., МакКлафферти Х, Кнаус Х. Г., Рут П., Шипстон М. Дж. (Апрель 2012 г.). «Определенные трансферазы ацильных белков и тиоэстеразы контролируют поверхностную экспрессию кальций-активируемых калиевых каналов» . Журнал биологической химии . 287 (18): 14718–25. DOI : 10.1074 / jbc.M111.335547 . PMC 3340283 . PMID 22399288 .
- ^ Томатис В.М., Тренчи А., Гомес Г.А., Даниотти Д.Л. (ноябрь 2010 г.). «Ацилпротеинтиоэстераза 2 катализирует деацилирование периферического мембранно-ассоциированного GAP-43» . PLOS ONE . 5 (11): e15045. DOI : 10.1371 / journal.pone.0015045 . PMC 2994833 . PMID 21152083 .
- ^ Рокс О., Пейкер А., Камс М., Вервеер П. Дж., Кернер С., Лумбьеррес М., Кульман Дж., Вальдманн Х., Виттингхофер А., Бастиаенс П. И. (март 2005 г.). «Цикл ацилирования регулирует локализацию и активность пальмитоилированных изоформ Ras». Наука . 307 (5716): 1746–52. DOI : 10.1126 / science.1105654 . PMID 15705808 .
- ^ а б Деккер Ф.Дж., Рокс О., Вартак Н., Меннингер С., Хедберг С., Баламуруган Р., Ветцель С., Реннер С., Герауэр М., Шёлерманн Б., Руш М., Крамер Дж. В., Раух Д., Коутс Г. В., Брунсвельд Л., Бастиан П. И., Вальдманн Х. (Июнь 2010 г.). «Низкомолекулярное ингибирование APT1 влияет на локализацию Ras и передачу сигналов». Природа Химическая биология . 6 (6): 449–56. DOI : 10,1038 / nchembio.362 . PMID 20418879 .
- ^ Дункан Дж. А., Гилман А. Г. (июнь 1998 г.). «Цитоплазматическая тиоэстераза ацил-протеина, которая удаляет пальмитат из альфа-субъединиц G-протеина и p21 (RAS)» . Журнал биологической химии . 273 (25): 15830–7. DOI : 10.1074 / jbc.273.25.15830 . PMID 9624183 .
- ^ Томатис В.М., Тренчи А., Гомес Г.А., Даниотти Д.Л. (ноябрь 2010 г.). «Ацилпротеинтиоэстераза 2 катализирует деацилирование периферического мембранно-ассоциированного GAP-43» . PLOS ONE . 5 (11): e15045. DOI : 10.1371 / journal.pone.0015045 . PMC 2994833 . PMID 21152083 .
- ^ Конибир Э., Дэвис Н.Г. (декабрь 2010 г.). «Обзор динамики пальмитоилирования и депальмитоилирования» . Журнал клеточной науки . 123 (Pt 23): 4007–10. DOI : 10,1242 / jcs.059287 . PMC 2987437 . PMID 21084560 .
- ^ Lin DT, Conibear E (декабрь 2015 г.). «Белки ABHD17 представляют собой новые белковые депальмитоилазы, которые регулируют оборот пальмитата N-Ras и субклеточную локализацию» . eLife . 4 : e11306. DOI : 10.7554 / eLife.11306 . PMC 4755737 . PMID 26701913 .
- ^ Лонг Дж. З., Краватт Б. Ф. (октябрь 2011 г.). «Метаболические сериновые гидролазы и их функции в физиологии и болезнях млекопитающих» . Химические обзоры . 111 (10): 6022–63. DOI : 10.1021 / cr200075y . PMC 3192302 . PMID 21696217 .
- ^ а б Won SJ, Davda D, Labby KJ, Hwang SY, Pricer R, Majmudar JD, Armacost KA, Rodriguez LA, Rodriguez CL, Chong FS, Torossian KA, Palakurthi J, Hur ES, Meagher JL, Brooks CL, Stuckey JA, Martin BR (Декабрь 2016 г.). «Молекулярный механизм изоформ-селективного ингибирования ацил-протеиновых тиоэстераз 1 и 2 (APT1 и APT2)» . ACS Химическая биология . 11 (12): 3374–3382. DOI : 10.1021 / acschembio.6b00720 . PMC 5359770 . PMID 27748579 .
- ^ а б Бюргер М., Виллидж BC, Чори Дж. (Декабрь 2017 г.). «Механизм гидрофобного якоря определяет семейство деацетилаз, которое подавляет ответ хозяина против эффекторов YopJ» . Nature Communications . 8 (1): 2201. DOI : 10.1038 / s41467-017-02347-ш . PMC 5736716 . PMID 29259199 .
- ^ Чавда Б., Арнотт Дж. А., Плани С.Л. (сентябрь 2014 г.). «Нацеливание пальмитоилирования белков: селективные ингибиторы и последствия для болезни». Мнение эксперта об открытии лекарств . 9 (9): 1005–19. DOI : 10.1517 / 17460441.2014.933802 . PMID 24967607 .
- ^ Rusch M, Zimmermann TJ, Bürger M, Dekker FJ, Görmer K, Triola G, Brockmeyer A, Janning P, Böttcher T., Sieber SA, Vetter IR, Hedberg C, Waldmann H (октябрь 2011 г.). «Идентификация тиоэстераз 1 и 2 ацильного белка в качестве клеточных мишеней для модуляторов передачи сигналов Ras пальостатина B и M». Angewandte Chemie . 50 (42): 9838–42. DOI : 10.1002 / anie.201102967 . PMID 21905186 .
- ^ Циммерманн Т.Дж., Бюргер М., Таширо Э., Кондо Й., Мартинес Н.Э., Гёрмер К., Розин-Штайнер С., Шимицу Т., Озаки С., Микошиба К., Ватанабе Н., Холл Д., Веттер И. Р., Осада Х, Хедберг К., Вальдманн Х ( Январь 2013). «Ингибиторы тиоэстераз ацилпротеина 1 и 2 на основе бора». ChemBioChem . 14 (1): 115–22. DOI : 10.1002 / cbic.201200571 . PMID 23239555 .
- ^ Педро М.П., Вилкаес А.А., Томатис В.М., Оливейра Р.Г., Гомес Г.А., Даниотти Дж.Л. (2013). «2-бромопальмитат снижает деацилирование белка путем ингибирования ферментативной активности ацил-протеинтиоэстеразы» . PLOS ONE . 8 (10): e75232. DOI : 10.1371 / journal.pone.0075232 . PMC 3788759 . PMID 24098372 .
- ^ Гёрмер К., Бюргер М., Крюйцер Дж. А., Веттер И., Вартак Н., Брунсвельд Л., Бастиаенс П. И., Лискамп Р. М., Триола Г., Вальдманн Х (май 2012 г.). «Химико-биологическое исследование пределов де- и репальмитоилирования Ras». ChemBioChem . 13 (7): 1017–23. DOI : 10.1002 / cbic.201200078 . PMID 22488913 .
- ^ Creaser SP, Peterson BR (март 2002 г.). «Чувствительный и быстрый анализ пальмитоилирования белков с синтетическим имитатором проницаемых для клеток онкопротеинов SRC». Журнал Американского химического общества . 124 (11): 2444–5. DOI : 10.1021 / ja017671x . PMID 11890786 .
- ^ Катаят Р.С., Эльвира П.Д., Дикинсон Британская Колумбия (февраль 2017 г.). «Флуоресцентный зонд для депальмитоилирования цистеина выявляет динамическую передачу сигналов APT» . Природа Химическая биология . 13 (2): 150–152. DOI : 10.1038 / nchembio.2262 . PMC 5247352 . PMID 27992880 .
- ^ Цю Т., Катаят Р.С., Цао И, Бек М.В., Дикинсон Британская Колумбия (январь 2018 г.). «Флуоресцентный зонд с улучшенной растворимостью в воде позволяет анализировать активность S-депальмитоилирования белка в живых клетках» . Биохимия . 57 (2): 221–225. DOI : 10.1021 / acs.biochem.7b00835 . PMC 5823605 . PMID 29023093 .
- ^ Бек М.В., Катаят Р.С., Чам С.М., Чанг Э.Б., Дикинсон Британская Колумбия (ноябрь 2017 г.). «S-депальмитоилазы в живых клетках и тканях» . Химическая наука . 8 (11): 7588–7592. DOI : 10.1039 / C7SC02805A . PMC 5848818 . PMID 29568422 .
- ^ Катаят Р.С., Цао Й., Эльвира П.Д., Сандоз П.А., Забалла М.Э., Спрингер М.З., Дрейк Л.Э., Маклеод К.Ф., ван дер Гут Ф.Г., Дикинсон Британская Колумбия (январь 2018 г.). «Активное и динамическое митохондриальное S-депальмитоилирование, выявленное прицельными флуоресцентными зондами» . Nature Communications . 9 (1): 334. DOI : 10.1038 / s41467-017-02655-1 . PMC 5780395 . PMID 29362370 .