Белок с неизвестной функцией из бактерии variovorax paradoxus способен образовывать основание шиффа с молекулой plp при аминокислотной замене N174K

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Пиридоксаль-5´-фосфат (PLP)-зависимые ферменты являются одной из наиболее широко представленных групп ферментов в организме, где выполняют более 150 различных каталитических функций. На основании трехмерной структуры представители этой группы подразделяются на семь (I–VII) различных типов укладки. Связывание кофактора у этих ферментов происходит за счет образования основания Шиффа с консервативным остатком лизина, находящимся в активном центре. Недавно обнаруженный нами белок из бактерии Variovorax paradoxus (VAPA), относящийся по структуре к IV типу укладки и имеющий значительное структурное сходство с трансаминазами, содержит остаток аспарагина в положении каталитического лизина у трансаминаз IV типа укладки и, как следствие, не может образовывать основание Шиффа с PLP и не имеет аминотрансферазной активности. В работе получена мутантная форма белка VAPA с заменой N174K и установлена ее пространственная структура. Анализ полученных данных показал, что введенная мутация восстанавливает способность VAPA образовывать основание Шиффа с кофактором.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. О. Илясов

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

М. Е. Миняев

Институт органической химии РАН

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

Т. В. Ракитина

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

А. К. Бакунова

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

В. О. Попов

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

Е. Ю. Безсуднова

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

К. М. Бойко

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” РАН

Email: kmb@inbi.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Boyko K.M., Matyuta I.O., Nikolaeva A.Y. et al. // Crystals. 2022. V. 12. P. 619. https://doi.org/10.3390/cryst12050619
  2. Christen P., Mehta P.K. // Chem. Rec. 2001. V. 1. P. 436. https://doi.org/10.1002/tcr.10005
  3. Bezsudnova E.Y., Popov V.O., Boyko K.M. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 104. P. 2343. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10369-6
  4. Catazaro J., Caprez A., Guru A. et al. // Proteins. 2014. V. 82. P. 2597. https://doi.org/10.1002/prot.24624
  5. Bezsudnova E.Y., Boyko K.M., Popov V.O. // Biochemistry (Moscow). 2017. V. 82. P. 1572. https://doi.org/10.1134/S0006297917130028
  6. Bezsudnova E.Y., Dibrova D.V., Nikolaeva A.Y. et al. // J. Biotechnol. 2018. V. 271. P. 26. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2018.02.005
  7. Liang J., Han Q., Tan Y. et al. // Front. Mol. Biosci. 2019. V. 6. P. 4. https://doi.org/10.3389/fmolb.2019.00004
  8. Cook P.D., Thoden J.B., Holden H.M. // Protein Sci. 2006. V. 15. P. 2093. https://doi.org/10.1110/ps.062328306
  9. Evans P.R., Murshudov G.N. // Acta Cryst. D. 2013. V. 69. P. 1204. https://doi.org/10.1107/S0907444913000061
  10. Vagin A., Teplyakov A. // J. Appl. Cryst. 1997. V. 30. P. 1022. https://doi.org/10.1107/S0021889897006766
  11. Collaborative Computational Project // Acta Cryst. D. 1994. V. 50. P. 760. https://doi.org/10.1107/S0907444994003112
  12. Murshudov G.N., Skubak P., Lebedev A.A. et al. // Acta Cryst. D. 2011. V. 67. P. 355. https://doi.org/10.1107/S0907444911001314
  13. Emsley P., Cowtan K. // Acta Cryst. D. 2004. V. 60. P. 2126. https://doi.org/10.1107/S0907444904019158
  14. Wallace A.C., Laskowski R.A., Thornton J.M. // Protein Eng. Des. Sel. 1995. V. 8. P. 127. https://doi.org/10.1093/protein/8.2.127
  15. Dai Y.N., Chi C.B., Zhou K. et al. // J. Biol. Chem. 2013. V. 288. P. 22985. https://doi.org/10.1074/jbc.M113.480335

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура димера варианта VAPAN174K. N-концевой домен показан зеленым цветом, C-концевой домен – красным, междоменная петля – светло-зеленым, а соседняя субъединица – серым. Молекула PLP, ковалентно связанная с остатком K174, показана желтым цветом для одной из субъединиц. На врезке справа сверху приведена фотография кристалла варианта VAPAN174K, использованного в рентгеноструктурном эксперименте.

Скачать (507KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структурные различия варианта VAPAN174K (цветовая схема аналогична рис. 1) и VAPAwt (полупрозрачный серый, PDB ID: 7Z79) в предполагаемом активном центре. Электронная плотность (карта 2Fo–Fc) для внутреннего альдимина показана сетчатой поверхностью (уровень срезки 1σ), пунктиром обозначены участки, отличающиеся по конформации от таковых у VAPAwt. Дополнительные цветовые коды: синий – петля O-кармана, образованная остатками соседней субъединицы; оранжевый – βX- и βY-тяжи N-концевого домена; черный – β-поворот C-концевого домена; желтый – последовательность CNST, представляющая собой петлю с мотивом GAGE у других трансаминаз [1].

Скачать (286KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Аминокислотные остатки, принимающие участие в связывании PLP в структуре варианта VAPAN174K: а – пространственное расположение остатков, цветовая схема аналогична рис. 2. Молекулы растворителя показаны красными сферами. Для сравнения серым полупрозрачным цветом показано положение молекулы PLP в структуре VAPAwt; б – схема связывания молекулы PLP, сделанная с помощью LigPlot [15]. Водородные связи показаны зеленой пунктирной линией с указанием соответствующих расстояний в ангстремах.

Скачать (231KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024