Сортаза

Сортазы относятся к группе прокариотических ферментов, которые модифицируют поверхностные белки путем распознавания и расщепления карбоксиконцевого сортирующего сигнала. Для большинства субстратов ферментов сортировки сигнал распознавания состоит из мотива LPXTG (Leu-Pro-any-Thr-Gly), следующей высокогидрофобной трансмембранной последовательности, за которой следует кластер основных остатков, таких как аргинин . Между Thr и Gly происходит расщепление с временным присоединением через остаток Thr к остатку Cys в активном центре с последующей транспептидацией, которая ковалентно прикрепляет белок к компонентам клеточной стенки. Сортазы встречаются почти у всех грамположительных бактерий и случайных грамотрицательных бактерий (например, Shewanella putrefaciens) или архей (например, Methanobacterium thermoautotrophicum), где LPXTG-опосредованное декорирование клеточной стенки не зарегистрировано[3][4]. Хотя сортаза A, называемая «домашней» сортазой, обычно действует на многие белковые мишени, другие формы сортаз распознают вариантные формы мотива расщепления или катализируют сборку пилинов в пили[5][6][7].

Сортазы

Связанная с пилусом сортаза C стрептококка группы B. PDB 3O0P[2]
Идентификаторы
Символ Sortase
Pfam PF04203
SCOP 1ija
SUPERFAMILY 1ija
OPM superfamily 294
OPM protein 1rz2
CDD cd00004
Доступные структуры белков
Pfam структуры
PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum 3D-модель

Реакция

Сортаза Staphylococcus aureus представляет собой транспептидазу, которая прикрепляет поверхностные белки к клеточной стенке; он расщепляет Gly и Thr мотива LPXTG и катализирует образование амидной связи между карбоксильной группой треонина и аминогруппой пептидогликана клеточной стенки[8][9].

Биологическая роль

Белки-субстраты, прикрепленные к клеточным стенкам с помощью сортаз, включают ферменты, пилины и опосредующие адгезию гликопротеины с большой поверхностью. Эти белки часто играют важную роль в вирулентности, инфекции и колонизации патогенами.

Поверхностные белки не только способствуют взаимодействию между вторгающимся патогеном и тканями животных, но также обеспечивают оригинальные стратегии ухода бактерий от иммунного ответа хозяина. В случае белка A у S. aureus иммуноглобулины захватываются микробной поверхностью и маскируют бактерии во время вторжения в ткани хозяина. Мутанты S. aureus, лишенные гена srtA, не могут заякорять и отображать некоторые поверхностные белки, и у них нарушена способность вызывать инфекции у животных. Сортаза действует на поверхностные белки, которые запускаются в путь секреци, и их сигнальный пептид удаляется сигнальной пептидазой. Геном S. aureus кодирует два набора генов сортировки и секреции. Вполне возможно, что S. aureus имеет более одного пути для транспорта 20 поверхностных белков к оболочке клеточной стенки.

Стоит обратить внимание, что экзосортаза и архесортаза функционально аналогичны, но негомологичны сортазе[10].

Как мишень антибиотика

Сортазы считаются хорошими мишенями для новых антибиотиков[11], поскольку они являются важными белками для патогенных бактерий, и по крайней мере одна компания отметила некоторый ограниченный коммерческий интерес[12].

Состав

Эта группа цистеинпептидаз принадлежит к семейству пептидаз MEROPS C60 и включает членов нескольких подсемейств сортаз.

Другое подсемейство сортаз (C60B в MEROPS) содержит белки бактериальной сортаз B, длина которых составляет примерно 200 остатков[13].

Использование в структурной биологии

Транспептидазная активность сортазы используется структурными биологами для получения гибридных белков in vitro. Мотив узнавания (LPXTG) добавляется к С-концу представляющего интерес белка, в то время как мотив олигглицина добавляется к N-концу второго белка, подлежащего лигированию. При добавлении сортазы к смеси белков два пептида ковалентно связываются посредством нативной пептидной связи. Эта реакция используется ЯМР-спектроскопистами для получения ЯМР невидимых меток растворимости[14] и, в другом примере, рентгеновскими кристаллографами, чтобы способствовать образованию комплексов[15].

См. также

Ссылки
  1. Cozzi R, Malito E, Nuccitelli A, D'Onofrio M, Martinelli M, Ferlenghi I, Grandi G, Telford JL, Maione D, Rinaudo CD (June 2011). “Structure analysis and site-directed mutagenesis of defined key residues and motives for pilus-related sortase C1 in group B Streptococcus”. FASEB Journal. 25 (6): 1874—86. DOI:10.1096/fj.10-174797. PMID 21357525.
  2. Cozzi R, Malito E, Nuccitelli A, D'Onofrio M, Martinelli M, Ferlenghi I, Grandi G, Telford JL, Maione D, Rinaudo CD (June 2011). “Structure analysis and site-directed mutagenesis of defined key residues and motives for pilus-related sortase C1 in group B Streptococcus”. FASEB Journal. 25 (6): 1874—86. DOI:10.1096/fj.10-174797. PMID 21357525.
  3. “Sortase-catalysed anchoring of surface proteins to the cell wall of Staphylococcus aureus”. Molecular Microbiology. 40 (5): 1049—57. June 2001. DOI:10.1046/j.1365-2958.2001.02411.x. PMID 11401711.
  4. “Genomic analysis of secretion systems”. Current Opinion in Microbiology. 6 (5): 519—27. October 2003. DOI:10.1016/j.mib.2003.09.005. PMID 14572546.
  5. “Sortases make pili from three ingredients”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (37): 13703—4. September 2008. Bibcode:2008PNAS..10513703O. DOI:10.1073/pnas.0807334105. PMID 18784365.
  6. “Roles of the sortases of Streptococcus pneumoniae in assembly of the RlrA pilus”. Journal of Bacteriology. 190 (17): 6002—13. September 2008. DOI:10.1128/JB.00379-08. PMID 18606733.
  7. “Crystal structure of Spy0129, a Streptococcus pyogenes class B sortase involved in pilus assembly”. PLOS ONE. 6 (1): e15969. January 2011. Bibcode:2011PLoSO...615969K. DOI:10.1371/journal.pone.0015969. PMID 21264317.
  8. “Staphylococcus aureus sortase, an enzyme that anchors surface proteins to the cell wall”. Science. 285 (5428): 760—3. July 1999. DOI:10.1126/science.285.5428.760. PMID 10427003.
  9. “Sortase, a universal target for therapeutic agents against gram-positive bacteria?”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (10): 5013—5. May 2000. Bibcode:2000PNAS...97.5013C. DOI:10.1073/pnas.97.10.5013. PMID 10805759.
  10. “Archaeosortases and exosortases are widely distributed systems linking membrane transit with posttranslational modification”. Journal of Bacteriology. 194 (1): 36—48. January 2012. DOI:10.1128/JB.06026-11. PMID 22037399.
  11. “Sortase as a target of anti-infective therapy”. Pharmacological Reviews. 60 (1): 128—41. March 2008. DOI:10.1124/pr.107.07110. PMID 18321961.
  12. SIGA Technologies. Schedule 14A. U.S. Securities and Exchange Commission (September 2006). Дата обращения: 29 октября 2009.
  13. “An embarrassment of sortases - a richness of substrates?”. Trends in Microbiology. 9 (3): 97—102. March 2001. DOI:10.1016/S0966-842X(01)01956-4. PMID 11239768.
  14. “Attachment of an NMR-invisible solubility enhancement tag using a sortase-mediated protein ligation method”. Journal of Biomolecular NMR. 43 (3): 145—50. March 2009. DOI:10.1007/s10858-008-9296-5. PMID 19140010.
  15. “Structural basis for activation and non-canonical catalysis of the Rap GTPase activating protein domain of plexin”. eLife. 2: e01279. October 2013. DOI:10.7554/eLife.01279. PMID 24137545.

дальнейшее чтение

 Эта статья использует текст из общественное достояние Pfam и InterPro IPR005754

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.