Аденилирования , [1] [2] более известная как AMPylation , представляет собой процесс , в котором аденозинмонофосфат молекула (АМР) ковалентно присоединена к аминокислотной боковой цепи белка . [3] Это ковалентное добавление AMP к гидроксильной боковой цепи белка является посттрансляционной модификацией . [4] Аденилилирование включает фосфодиэфирную связь между гидроксильной группой молекулы, подвергающейся аденилилированию, и фосфатной группой аденозинмонофосфатного нуклеотида (то есть адениловой кислоты). Ферментыкоторые способны катализировать этот процесс, называются AMPylators. Известные аминокислоты, на которые нацелен белок, - это тирозин и треонин, а иногда и серин. [5] Когда заряды на белке претерпевают изменения, 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, которые подвергаются AMPylation, являются GTPases и глутаминсинтетаза .
AMPylators [ править ]
Ферменты, ответственные за AMPylation, называемые AMPylators, делятся на два разных семейства, все в зависимости от их структурных свойств и используемого механизма. Эти два семейства представляют собой ДНК- β- полимеразу и семейство Fic. [6]
Подобная ДНК- β- полимеразе, представляет собой семейство нуклеотидилтрансфераз . [4] Это более конкретно известно как семейство GlnE. Есть определенный мотив, который используется для прояснения этого конкретного семейства. Мотив состоит из трехцепочечного β-слоя, который является частью координации иона магния и связывания фосфата. Аспартат необходим для активности в этой семье.
Известно, что семейство Fic, которое представляет собой филаментацию, индуцированную циклическим AMP-доменом, выполняет AMPylation. Это семейство белков встречается во всех сферах жизни на Земле. Это опосредуется механизмом мотива альфа-спирали сайта связывания АТФ. Инфекционные бактерии используют этот домен, чтобы прервать фагоцитоз и вызвать гибель клеток. Fic-домены - это эволюционно консервативные домены у прокариот и эукариот, которые 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-AMPylation [ править ]
GS-ATasE (GlnE) представляет собой AMPylator, который, как было показано, катализирует де-AMPилирование глутамин синтетазы путем удаления ковалентной связи между AMP и гидроксильным остатком белка. Он содержит два домена аденилтрансферазы, которые участвуют в добавлении и удалении AMP из глутаминсинтетазы. Де-АМФилирование происходит на N-конце домена. После удаления АМФ из глутаминсинтетазы GS-ATase образует АДФ и немодифицированную глутаминсинтетазу. [4]
Патогенность [ править ]
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 мишенями для AMPylators. Семейства Rho , Rab и Arf GTPase вовлечены в динамику актинового цитоскелета и везикулярный транспорт. Они также играют роль в механизмах клеточного контроля, таких как фагоцитоз в клетке-хозяине.
В патогенные усиливает или препятствует его интернализации либо индуцирующего или ингибирующего клетки - хозяина фагоцитоза. [4] Vibrio parahaemolyticus - грамотрицательная бактерия, вызывающая пищевое отравление в результате употребления людьми сырых или недоваренных морепродуктов. [7] VopS, эффектор типа III, обнаруженный у Vibrio parahaemolyticus., 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 H. somni , грамотрицательной бактерии крупного рогатого скота, вызывающей инфекцию респираторного эпителия. Этот эффектор содержит два Fic домена в С-концевой области. Ампилирование Fic домена IbpA GTPases семейства Rho отвечает за его цитотоксичность. AMPylation остатка тирозина в области switch 1 блокирует взаимодействие GTPases с нижележащими субстратами, такими как PAK.
Ссылки [ править ]
- ^ Хан KK, Martinage A (1992). «Посттрансляционные химические модификации белков». Int. J. Biochem . 24 (1): 19–28. PMID 1582530 .
- ^ Гаррет, RH, и CM Grisham. Биохимия. 3-е изд. Бельмонт, Калифорния: Томас, 2007. 815-20.
- ^ Итцен, Эймельт, Вульф Бланкенфельдт и Роджер С. Гуди. «Аденилилирование: возрождение забытой посттрансляционной модификации». Тенденции в биохимических науках 36,4 (2011): 221-228. Распечатать.
- ^ a b c d e f Вулери, Эндрю. «AMPylation: что-то старое снова новое». Границы микробиологии 1 (2010): 1-18. Распечатать.
- ↑ Casey, AK, & Orth, K. (14 февраля 2018 г.). Ферменты, участвующие в AMPylation и deAMPylation. Химические обзоры. Американское химическое общество. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.7b00145
- ^ Хедберг, C, & Itzen, А. (2015). Молекулярные перспективы аденилилирования белков. ACS Chemical Biology, 10 (1), 12–21. https://doi.org/10.1021/cb500854e
- ^ a b Луонг, П., Л. Н. Кинч, К. А. Браутигам, Н. В. Гришин, Д. Р. Томчик и К. Орт. «Кинетические и структурные представления о механизме AMPylation доменом VopS Fic». Журнал биологической химии 285.26 (2010): 20155-20163. Распечатать.
