两大热点Pseudomurein Endoisopeptidases: PeiW PeiP

文摘

PeiW (UniProtKB Q7LYX0)和PeiP (UniProtKB Q77WJ4)是两个主要pseudomurein endoisopeptidases (Pei)已知的裂开pseudomurein细胞壁sacculi成员的产甲烷的订单Methanobacteriales和Methanopyrales。两种酶,来自噬菌体原具体产甲烷热点,水解(Ala)赖氨酸债券之间的肽连接器相邻pseudomurein层。因为溶菌酶无法打通pseudomurein细胞壁,DNA的酶被用于制备原生质体和隔绝pseudomurein cell-wall-containing产甲烷菌。此外,PeiW增加探测器渗透率比值,使荧光原位杂交(鱼)和催化记者沉积(卡)鱼实验上执行这些产甲烷菌。

1。介绍

细菌的肽聚糖水解酶水解酶是最广泛的研究。许多胞壁质化水解酶的三维结构已经存入蛋白质数据银行;另一方面,pseudomurein水解酶是非常差的研究。Pseudomurein,革兰氏阳性的产甲烷古菌的细胞壁的主要成分,是组成的-acetyl-D-glucosamine(唠叨)和-acetyl-L-talosaminuronic酸(NAT)联系在一起糖苷键(见图1)[1,2]。因此,对溶菌酶和其他细菌水解酶。其他的产甲烷菌的细胞壁聚合物包括methanochondroitin (glyco)蛋白质表面(S)层(3]。人们对于cell-wall-degrading产甲烷古菌的细胞溶解酶。Pseudomurein endoisopeptidase (Pei)是第一个已知的酶水解Pseudomurein sacculi的热点产甲烷菌(2,4- - - - - -7]。

这个简短的评论不仅收集可用的数据在这个独特的酶也照亮未来的前瞻性研究。没有这种酶的三维结构,尽管其新颖性和应用潜力。此外,三维结构的研究,说明pseudomurein endoisopeptidase大大增加我们的知识的功能和可能的应用商业和环境重要的产甲烷菌。

2。裴酶

Pseudomurein endoisopeptidase属于家庭C71肽酶,其中包含肽酶切割的肽单元Pseudomurein sacculi (MEROPS数据库,http://merops.sanger.ac.uk/cgi-bin/famsum?family=C71)。裴不在在大多数生物模型;到目前为止,只有在两个噬菌体原具体发现了一些产甲烷菌虽然从archaeon两种蛋白质Methanobrevibacter smithii可能拥有裴活动(Interpro,http://www.ebi.ac.uk/interpro/IEntry?ac=IPR022119)[8]。这两个prophage-derived裴酶,PeiW (UniProtKB Q7LYX0)和PeiP (UniProtKB Q77WJ4)Methanothermobacter wolfeiiΨM100和Methanothermobacter marburgensisΨM2分别充当自溶素的pseudomurein细胞壁(9- - - - - -11]。PeiW和PeiP裂开的寡肽连接相邻的糖链pseudomurein层(见图1)[4,7]。之间的裂解位点位于氨基酸的羧基组赖氨酸和丙氨酸残基(4,7]。随着水解isopeptide债券的发展,sacculi分解,促进进一步水解(4]。这不同的底物特异性endoisopeptidases使他们独特的蛋白酶家族的一部分。

PeiW和PeiP基因的产物orf28的噬菌体原m . wolfeiiΨM100和m . marburgensis分别ΨM2 [6,10]。PeiW包含284个氨基酸残基,33 kDa的表观分子量4,6];另一方面,PeiP是由305个氨基酸组成的,预测分子质量(35.7 kDa)符合36 kDa的观测质量(12]。的稳定性和活动PeiW和PeiP受到物理和化学因素的影响。His-tagged PeiW和PeiP显示最大活动在71°C和63°C,分别为(7]。没有观察到37°C(活动4]。酶都有理论π(约9.4 (ExPASy)和被证明是最优活跃在pH值为6.47]。PeiW和PeiP metal-activated肽酶金属螯合剂的乙二胺四乙酸(EDTA)抑制酶。Cell-wall-degrading活动可以恢复的二价阳离子如钙^{2 +}和毫克^{2 +}(7]。

3所示。裴结构设计

域组织PeiP PeiW表明,它们包含两个不同的领域,一个氨基端pseudomurein绑定重复域(PMBR)(包含09373)和c端催化半胱氨酸蛋白酶域(包含12386)(见图2)[7,11]。

3.1。氨基Pseudomurein绑定重复域

PMBR域不仅出现在PeiW和PeiP还在24热点和7细菌蛋白(Interpro,http://www.ebi.ac.uk/interpro/IEntry?ac=IPR018975)。PeiW PMBR域和PeiP包含四个直接重复,每一个都包含30到35个氨基酸残基(见图2)(http://www.ebi.ac.uk/interpro/ISpy?ipr=IPR022119&tax=35237)[8]。PMBR域的删除PeiW导致失去约束力的酶pseudomurein层、领域显然参与酶的绑定pseudomurein (11]。通过删除1、2、或3重复PMBR域的表面(S)层蛋白质MTH719Methanothermobacter thermautotrophicus,我们可以显示绑定域pseudomurein只发生如果至少存在三个重复13]。绑定的重复结构域和聚合物基质的性质是一致的,可能是行列式的底物特异性7]。的分子功能PMBR域可以被比作主要胞壁质绑定域名,LysM,常见细菌的细胞壁水解酶和其他蛋白质(14,15]。Steenbakkers et al。11)表明,PeiW水解pseudomurein层相关联的,这一过程由PMBR辅助域。

3.2。c端催化领域

催化endoisopeptidase域PeiW和PeiP参与链接器的乳沟肽连接相邻的pseudomurein层(6,10]。这个领域被撤PeiW或PeiP时,截断酶不溶解Methanothermobactersp.细胞(11]。催化领域具有催化三分子组成的半胱氨酰残,histidyl残渣,天门冬氨酰残(C-H-D)(见图2)[7]。随着催化三分子半胱氨酰残基作为假定的亲核试剂,PeiW和PeiP氧化药物高度敏感7]。根据斯特和同事讨论(10),PeiP催化在体外溶解的Methanothermobacter thermautotrophicus马尔堡细胞只有在厌氧和减少条件下7,10]。催化三C-H-D同源,在动物转谷氨酰胺酶是人体血液凝血因子十三世和巯基蛋白酶,如木瓜蛋白酶(7,16]。

4所示。同源性

爆炸(17搜索显示PeiW和PeiP非常彼此密切相关。氨基酸序列比较表明,两种酶有53.4%相同的氨基酸残基,催化三分子周围的区域残留尤其守恒(见图2)[6]。如前所述,PeiW-related蛋白(UniProtKB A5UNW8)和一个假定的无特征蛋白质(UniProtKB D2ZMY6),从两个不同的菌株m . smithii没有一个氨基端PMBR域,但他们的c端域进行氨基酸催化三分子周围C-H-D很保守(8]。

5。贝聿铭的应用

缺乏渗透整个细胞的寡核苷酸探针一直是一个主要障碍的原位检测产甲烷菌的订单Methanobacteriales和Methanopyrales(2]。探针杂交比可以显著增加了治疗的细胞与裴,允许一个非常有效的分析产甲烷菌的荧光原位杂交(FISH)实验(2]。裴治疗整个细胞作为新的透化作用方法使用催化记者沉积——(卡)鱼实验产甲烷菌(9]。裴也广泛用于未经碰撞的基因和质粒DNA的大规模纯化m . thermautotrophicus,从产甲烷菌原生质体的制备含有pseudomurein细胞被膜(4]。

确认

作者感谢彼得Steenbakkers和Jan Keltjens(内梅亨大学微生物学系,奈梅亨)提供的构造PeiW和PeiP endoisopeptidases。

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