HslVU
Класс бактериальных белков теплового шока
Пептидаза HslU—HslV
Вид сверху комплекса hslV/hslU, выделенного из E. coli (PDB ID 1G4A).
Идентификаторы
Номер ЕС3.4.25.2
Базы данных
ИнтЭнзIntEnz вид
БРЕНДАзапись BRENDA
ExPASyNiceZyme вид
КЕГГзапись KEGG
МетаЦикметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDBRCSB PDB PDBe PDBsum
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки
Семейство белков
Белок теплового шока HslU
Идентификаторы
СимволHslU
ИнтерПроIPR004491
Семейство белков
АТФ-зависимая протеаза, субъединица HslV
Идентификаторы
СимволHslV
ИнтерПроИПР022281

Белки теплового шока HslV и HslU ( комплекс HslVU ; также известные как ClpQ и ClpY соответственно, или ClpQY ) экспрессируются во многих бактериях, таких как E. coli, в ответ на клеточный стресс. [1] Белок hslV является протеазой , а белок hslU является АТФазой ; они образуют симметричную сборку из четырех уложенных друг на друга колец, состоящую из додекамера hslV, связанного с гексамером hslU, с центральной порой, в которой находятся активные центры протеазы и АТФазы . Белок hslV разрушает ненужные или поврежденные белки только в комплексе с белком hslU в состоянии, связанном с АТФ . Считается, что HslV напоминает гипотетического предка протеасомы , большого белкового комплекса, специализированного на регулируемой деградации ненужных белков у эукариот , многих архей и нескольких бактерий. HslV имеет большое сходство с основными субъединицами протеасом. [2]

Генетика

Оба белка кодируются в одном и том же опероне в бактериальном геноме . В отличие от многих эукариотических протеасом, которые имеют несколько различных специфичностей пептидного субстрата , hslV имеет специфичность, схожую со специфичностью химотрипсина ; поэтому он ингибируется ингибиторами протеасом, которые специфически нацелены на сайт химотрипсина в эукариотических протеасомах. [3] Хотя комплекс HslVU сам по себе стабилен, некоторые данные свидетельствуют о том, что комплекс формируется in vivo субстрат-индуцированным образом из-за конформационного изменения в комплексе hslU-субстрат, которое способствует связыванию hslV. [4]

Гены HslV и hslU также были идентифицированы у некоторых эукариот, хотя им также требуется конститутивно выраженная протеасома для выживания. Эти эукариотические комплексы HslVU собираются в, по-видимому, функциональные единицы, что предполагает, что эти эукариоты имеют как функциональные протеасомы, так и функциональные системы hslVU. [5]

Регулирование

Промоторная область оперона, кодирующего HslU и HslV, содержит структуру стебля-петли , которая необходима для экспрессии гена . Эта структура способствует стабильности мРНК . [6]

Мотивы в разворачивании пептидов

Четырехаминокислотный мотив последовательности - GYVG, глицин - тирозин - валин - глицин - сохраняющийся в hslU АТФазах и расположенный на внутренней поверхности собранной поры, резко ускоряет деградацию некоторых белков и требуется для деградации других. Однако эти мотивы не являются необходимыми для деградации коротких пептидов и не играют прямой роли в гидролизе, что предполагает, что их основная роль заключается в развертывании структуры нативного состояния субстрата и передаче полученной неупорядоченной полипептидной цепи субъединицам hslV для деградации. Эти мотивы также влияют на сборку комплекса. [7] Транслокация также облегчается C-концевыми хвостами субъединиц HslU, которые образуют ворота, закрывающие протеолитически активные сайты в центральной поре до тех пор, пока субстрат не будет связан и развернут. [8]

Механизм

Основной механизм, посредством которого комплекс hslVU осуществляет протеолитическую деградацию субстрата, по сути, такой же, как и тот, который наблюдается в эукариотической протеасоме, катализируемой остатками треонина N-активного участка . Оба являются членами семейства T1. [9] Он ингибируется ингибиторами ферментов , которые ковалентно связывают треонин. [10] Как и протеасома, hslU должен связывать АТФ магний -зависимым образом , прежде чем может произойти связывание субстрата и его разворачивание. [11]

Ссылки

  1. ^ Рамачандран Р., Хартманн К., Сонг Х.К., Хубер Р., Бохтлер М. (2002). Функциональные взаимодействия HslV (ClpQ) с АТФазой HslU (ClpY). Proc Natl Acad Sci USA 99(11):7396-401.
  2. ^ Gille C, Goedel A, Schloetelburg C, Preißner R, Kloetzell PM, Gobel UB, Frommell C. (2003). Комплексный взгляд на протеасомные последовательности: значение для эволюции протеасомы. J Mol Biol 326: 1437–1448.
  3. ^ Rohrwild M, Coux O, Huang HC, RP Moerschell RP, Yoo SJ, Seol JH, Chung CH, Goldberg AL. (1996). HslV-HslU: новый АТФ-зависимый протеазный комплекс в Escherichia coli, связанный с эукариотической протеасомой. Proc Natl Acad Sci USA 93(12): 5808–5813
  4. ^ Azim MK, Goehring W, Song HK, Ramachandran R, Bochtler M, Goettig P. (2005). Характеристика сродства шаперона HslU к протеазе HslV. Protein Sci 14(5):1357-62.
  5. ^ Ruiz-Gonzalez MX, Marin I. (2006). Гены HslU и HslV, связанные с протеасомой, типичные для эубактерий, широко распространены у эукариот. J Mol Evol 63(4):504-12.
  6. ^ Lien, HY; Yu, CH; Liou, CM; Wu, WF (2009). «Регулирование экспрессии гена clpQ⁺Y⁺ (hslV⁺U⁺) в Escherichia coli». The Open Microbiology Journal . 3 : 29–39 . doi : 10.2174/1874285800903010029 . PMC  2681174. PMID  19440251 .
  7. ^ Park E, Rho YM, Koh OJ, Ahn SW, Seong IS, Song JJ, Bang O, Seol JH, Wang J, Eom SH, Chung CH. (2005). Роль мотива поры GYVG АТФазы HslU в разворачивании белка и транслокации для деградации пептидазой HslV. J Biol Chem 280(24):22892-8.
  8. ^ Seong IS, Kang MS, Choi MK, Lee JW, Koh OJ, Wang J, Eom SH, Chung CH. (2002). C-концевые хвосты АТФазы HslU действуют как молекулярный переключатель для активации пептидазы HslV. J Biol Chem 277(29):25976-82.
  9. ^ Bogyo M, McMaster JS, Gaczynska M, Tortorella D, Goldberg AL, Ploegh H. (1997). Ковалентная модификация активного центра треонина протеасомальных бета-субъединиц и гомолога Escherichia coli HslV новым классом ингибиторов. Proc Natl Acad Sci USA 94(13):6629-34.
  10. ^ Sousa MC, Kessler BM, Overkleeft HS, McKay DB. (2002). Кристаллическая структура HslUV в комплексе с ингибитором винилсульфона: подтверждение предложенного механизма аллостерической активации HslV HslU. J Mol Biol 318(3):779-85.
  11. ^ Burton RE, Baker TA, Sauer RT. (2005). Нуклеотид-зависимое распознавание субстрата протеазой AAA+ HslUV. Nat Struct Mol Biol 12(3):245-51.

Дальнейшее чтение

  • Wang J, Rho SH, Park HH, Eom SH (июль 2005 г.). «Коррекция интенсивности рентгеновского излучения от сокристалла HslV-HslU, содержащего дефекты решеточной транслокации». Acta Crystallographica Section D. 61 ( Pt 7): 932– 41. doi :10.1107/s0907444905009546. PMID  15983416.
  • Nishii W, Takahashi K (октябрь 2003 г.). «Определение участков расщепления в SulA, ингибиторе клеточного деления, с помощью АТФ-зависимой протеазы HslVU из Escherichia coli». FEBS Letters . 553 (3): 351– 4. doi : 10.1016/s0014-5793(03)01044-5 . PMID  14572649.
  • Ramachandran R, Hartmann C, Song HK, Huber R, Bochtler M (май 2002 г.). "Функциональные взаимодействия HslV (ClpQ) с АТФазой HslU (ClpY)". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (11): 7396– 401. doi : 10.1073/pnas.102188799 . PMC  124242. PMID  12032294 .
  • Yoo SJ, Seol JH, Shin DH, Rohrwild M, Kang MS, Tanaka K, Goldberg AL, Chung CH (июнь 1996 г.). «Очистка и характеристика белков теплового шока HslV и HslU, которые образуют новую АТФ-зависимую протеазу в Escherichia coli». Журнал биологической химии . 271 (24): 14035– 40. doi : 10.1074/jbc.271.24.14035 . PMID  8662828.
  • Yoo SJ, Seol JH, Seong IS, Kang MS, Chung CH (сентябрь 1997 г.). «Связывание АТФ, но не его гидролиз, необходимо для сборки и протеолитической активности протеазы HslVU в Escherichia coli». Biochemical and Biophysical Research Communications . 238 (2): 581– 5. doi :10.1006/bbrc.1997.7341. PMID  9299555.
  • Kanemori M, Nishihara K, Yanagi H, Yura T (декабрь 1997 г.). «Синергические роли HslVU и других АТФ-зависимых протеаз в контроле оборота in vivo sigma32 и аномальных белков в Escherichia coli». Journal of Bacteriology . 179 (23): 7219– 25. doi :10.1128/jb.179.23.7219-7225.1997. PMC  179669 . PMID  9393683.
  • Burton RE, Baker TA, Sauer RT (март 2005 г.). «Нуклеотид-зависимое распознавание субстрата протеазой AAA+ HslUV». Nature Structural & Molecular Biology . 12 (3): 245–51 . doi :10.1038/nsmb898. PMID  15696175. S2CID  28864309.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=HslVU&oldid=1236494753"