Семейство лямбда-холина

Семейство Lambda Holin S (λ Holin) (TC# 1.E.2) представляет собой группу интегральных мембранных транспортных белков, принадлежащих к суперсемейству Holin III . [1] Члены этого семейства обычно состоят из характерных трех трансмембранных сегментов (TMS) и имеют в среднем 110 аминокислотных остатков (aas) в длину. Представительный список членов, принадлежащих к этому семейству, можно найти в Базе данных классификации транспортеров .

Лямбда Холин С

Лямбда-холин S (лизирующий белок S фага лямбда, холин S105; TC# 1.E.2.1.1) является прототипом холинов класса I. Он имеет 3 TMS с N-концом в периплазме и C-концом в цитоплазме . Его последовательность из 107 кодонов кодирует два белка с противоположными функциями: холин, S105, и ингибитор холина, S107. Последний белок, S107, является 2-аминокислотным расширением первого белка, S105, из-за различного сайта начала трансляционной инициации (M1-K2-M3 против M3). Катионная аминокислота в положении 2 в значительной степени отвечает за ингибирующий эффект S107. Соотношение S105 и S107 влияет на время лизиса клеток , вызванного фагом лямбда . Было показано, что высокогидрофильные С-концевые домены холинов (например, лямбда S105) локализуются цитоплазматически и служат регуляторными доменами. Как и N-концевое 2-аминокислотное расширение в S107, они влияют на время лизиса с помощью заряд-зависимого механизма. [2] [3] [4]

Механизм

Экспрессия холина S в точно запланированное время после того, как фаговая инфекция прекращает дыхание и позволяет высвобождать муралитический фермент, эндолизин, который гидролизует клеточную стенку. Точечные мутации в гене S, которые предотвращают летальность, изменяют TMS 1 и 2 и соединительную петлю. TMS 2 особенно важен для функции. Для сборки поры был предложен трехступенчатый механизм (мономер → димер → олигомерная пора). [5] S105 (холин) и S107 (ингибитор) образуют абортивный димер. Только когда продукция S105 превышает продукцию S107 (что происходит в определенное время развития), в мембране бактериальной клетки появляются функциональные отверстия. [5] Для холина S105 мотив спираль-поворот-спираль в трансмембранном домене 3 обеспечивает движущую силу димеризации. [6]

Холины регулируют продолжительность цикла заражения хвостатых фагов ( caudovirales ) путем олигомеризации с образованием летальных отверстий в цитоплазматической мембране в момент времени, продиктованный их первичной структурой. Савва и др. (2008) использовали электронную микроскопию и анализ отдельных частиц для характеристики структур, образованных бактериофагом лямбда -холином (S105) in vitro. [7] В неионных или мягких цвиттерионных детергентах очищенный S105, но не лизисно-дефектный вариант S105A52V, образовывал кольца по крайней мере двух классов размеров, наиболее распространенные из которых имеют внутренний и внешний диаметры 8,5 и 23 нм соответственно и содержат приблизительно 72 мономера S105. Высота этих колец, 4 нм, близко соответствует толщине липидного бислоя . Центральный канал имеет беспрецедентный размер для каналов, образованных интегральными мембранными белками, что согласуется с неспецифической природой опосредованной холином проницаемости мембраны. S105, присутствующий в кольцах, растворенных в детергенте, и в инвертированных мембранных везикулах, показал схожую чувствительность к протеолизу и цистеин-специфической модификации, что позволяет предположить, что кольца представляют собой летальные отверстия, образованные S105 для прекращения инфекционного цикла и инициирования лизиса. [7]

Гомологи

Было показано, что гомолог λ холина S из лизогенной Xenorhabdus nematophila , hol-1 (TC #1.E.2.1.4), является функциональным холином. При клонировании в дикий тип E. coli он вызывает гемолиз из-за высвобождения гемолизина SheA. [8] Другой холин (фаговый холин H-19B) кодируется геном, связанным с геном шига-подобного токсина I E. coli. [9] Таким образом, похоже, что холины могут экспортировать различные токсины, а также аутолизины .

Отверстия, вызванные S105, имеют средний диаметр 340 нм, а некоторые превышают 1 микрон. Большинство клеток демонстрируют только одно неправильное отверстие, случайно расположенное в мембране, независимо от ее размера. [10] Во время λ-инфекции S105 безвредно накапливается в мембране, пока не образует одно неправильное отверстие, высвобождая эндолизин из цитоплазмы, что приводит к лизису в течение нескольких секунд. Используя функциональное слияние S105-GFP, было продемонстрировано, что белок равномерно накапливается в мембране, а затем в течение 1 минуты образует агрегаты в момент летальности. Таким образом, подобно бактериородопсину , белок накапливается до тех пор, пока не достигнет критической концентрации для зародышеобразования. [11]

Смотрите также

Дальнейшее чтение

  • Агу, Чуквума А.; Кляйн, Рейнхард; Ленглер, Йоханнес; Шильхер, Франц; Грегор, Вольфганг; Петербауэр, Томас; Блази, Удо; Салмонс, Брайан; Гюнцбург, Вальтер Х. (2007). «Токсины, кодируемые бактериофагами: белок лямбда-холин вызывает независимую от каспазы неапоптотическую гибель эукариотических клеток». Клеточная микробиология . 9 (7): 1753– 1765. doi : 10.1111/j.1462-5822.2007.00911.x . PMID  17346308. S2CID  29678720.
  • Баренбойм, М.; Чанг, CY; Хадж, Ф.; Янг, Р. (1999). «Характеристика двойного стартового мотива гена холина класса II». Молекулярная микробиология . 32 (4): 715– 727. doi : 10.1046/j.1365-2958.1999.01385.x . PMID  10361276. S2CID  27367693.
  • Bläsi, U.; Fraisl, P.; Chang, CY; Zhang, N.; Young, R. (1999). «C-концевая последовательность лямбда-холина составляет цитоплазматический регуляторный домен». Journal of Bacteriology . 181 (9): 2922– 2929. doi :10.1128/jb.181.9.2922-2929.1999. PMC  93738 . PMID  10217787.
  • White, Rebecca; Tran, Tram Anh T.; Dankenbring, Chelsey A.; Deaton, John; Young, Ry (2010). «N-концевой трансмембранный домен лямбда S необходим для функции холина, но не антихолина». Journal of Bacteriology . 192 (3): 725– 733. doi :10.1128/JB.01263-09. PMC  2812449 . PMID  19897658.

Ссылки

  1. ^ Редди, Бхаскара Л.; Сайер, Милтон Х. (1 ноября 2013 г.). «Топологический и филогенетический анализ семейств и суперсемейств бактериальных холинов». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) – Биомембраны . 1828 (11): 2654–2671 . doi :10.1016/j.bbamem.2013.07.004. ISSN  0006-3002. ПМЦ 3788059 . ПМИД  23856191. 
  2. ^ Грюндлинг, А.; Смит, Д.Л.; Блази, У.; Янг, Р. (2000-11-01). «Димеризация между холином и ингибитором холина фага лямбда». Журнал бактериологии . 182 (21): 6075– 6081. doi :10.1128/jb.182.21.6075-6081.2000. ISSN  0021-9193. PMC 94741. PMID 11029427  . 
  3. ^ Грюндлинг, А.; Блази, У.; Янг, Р. (2000-11-01). "Генетический и биохимический анализ димерных и олигомерных взаимодействий лямбда S холина". Журнал бактериологии . 182 (21): 6082– 6090. doi :10.1128/jb.182.21.6082-6090.2000. ISSN  0021-9193. PMC 94742. PMID 11029428  . 
  4. ^ Грюндлинг, А.; Блази, У.; Янг, Р. (2000-01-14). «Биохимические и генетические доказательства трех трансмембранных доменов в классе I холина, лямбда S». Журнал биологической химии . 275 (2): 769– 776. doi : 10.1074/jbc.275.2.769 . ISSN  0021-9258. PMID  10625606.
  5. ^ ab Graschopf, A.; Bläsi, U. (1999-07-01). "Функциональная сборка лямбда S холина требует периплазматической локализации его N-конца". Архив микробиологии . 172 (1): 31– 39. Bibcode : 1999ArMic.172...31G. doi : 10.1007/s002030050736. ISSN  0302-8933. PMID  10398749. S2CID  19482183.
  6. ^ Чжоу, Брайан; У, Инхао; Су, Чжаоцянь (29.06.2021). «Вычислительное моделирование холина S105 в мембранном бислое и его димеризация через мотив спираль-поворот-спираль». Журнал мембранной биологии . 254 (4): 397– 407. doi :10.1007/s00232-021-00187-w. ISSN  1432-1424. PMC 10811654. PMID 34189599.  S2CID 235688266  . 
  7. ^ ab Savva, Christos G.; Dewey, Jill S.; Deaton, John; White, Rebecca L.; Struck, Douglas K.; Holzenburg, Andreas; Young, Rye (2008-08-01). "Холин бактериофага лямбда образует кольца большого диаметра". Molecular Microbiology . 69 (4): 784– 793. doi :10.1111/j.1365-2958.2008.06298.x. ISSN  1365-2958. PMC 6005192 . PMID  18788120. 
  8. ^ Brillard, Julien; Boyer-Giglio, Marie Hélène; Boemare, Noël; Givaudan, Alain (2003-01-21). "Характеристика локуса Холина из лизогенной Xenorhabdus nematophila и его участие в гемолитическом фенотипе SheA Escherichia coli". FEMS Microbiology Letters . 218 (1): 107– 113. doi :10.1016/s0378-1097(02)01139-4. ISSN  0378-1097. PMID  12583905.
  9. ^ Нили, МН; Фридман, ДИ (1998-06-01). "Функциональный и генетический анализ регуляторных областей колифага H-19B: расположение генов шига-подобного токсина и лизиса указывает на роль функций фага в высвобождении токсина" (PDF) . Молекулярная микробиология . 28 (6): 1255–1267 . doi : 10.1046/j.1365-2958.1998.00890.x . hdl :2027.42/74784. ISSN  0950-382X. PMID  9680214. S2CID  1414516.
  10. ^ Дьюи, Джилл С.; Савва, Христос Г.; Уайт, Ребекка Л.; Вита, Станислав; Хольценбург, Андреас; Янг, Рай (2010-02-02). «Дырки микронного масштаба прекращают цикл фаговой инфекции». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 107 (5): 2219– 2223. Bibcode : 2010PNAS..107.2219D. doi : 10.1073/pnas.0914030107 . ISSN  1091-6490. PMC 2836697. PMID 20080651  . 
  11. ^ Уайт, Ребекка; Чиба, Шинобу; Панг, Тинг; Дьюи, Джилл С.; Савва, Христос Г.; Хольценбург, Андреас; Польяно, Кит; Янг, Рай (11.01.2011). «Запуск Холина в реальном времени». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (2): 798– 803. Bibcode : 2011PNAS..108..798W. doi : 10.1073/pnas.1011921108 . ISSN  1091-6490. PMC 3021014. PMID 21187415  . 

По состоянию на 10 марта 2016 года эта статья полностью или частично получена из Базы данных классификации транспортеров (TCDB) . Владелец авторских прав лицензировал содержимое таким образом, что позволяет повторное использование в соответствии с CC BY-SA 3.0 и GFDL . Все соответствующие условия должны быть соблюдены. Исходный текст был на "1.E.2 Семейство лямбда-холина S (λ-холина)"

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Семейство_лямбдахолинов&oldid=1206423378"