정렬
Sortase| 분류군 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| 식별자 | |||||||||
| 기호 | 정렬 | ||||||||
| Pfam | PF04203 | ||||||||
| 인터프로 | IPR005754 | ||||||||
| SCOP2 | 1ija / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| OPM 슈퍼 패밀리 | 294 | ||||||||
| OPM단백질 | 1rz2 | ||||||||
| CDD | cd00004 | ||||||||
| |||||||||
분류효소란 카르복실-단자 구분신호를 인지하고 분해하여 표면 단백질을 변형시키는 원핵 효소군을 말한다. 대부분의 분류 효소의 기질에 대해, 인식 신호는 모티브 LPXTG(Leu-Pro-any-Thr-Gly)로 구성되며, 다음으로 소수성 투과성 순서가 높고, 이어 아르기닌과 같은 기본 잔류물의 군집이 된다. 갈라짐은 스르와 글리 사이에 발생하며, 스르 잔류물을 통해 활성 부위 씨스 잔류물에 과도적으로 부착된 다음, 단백질을 세포벽 구성 요소에 공밸런스로 부착하는 전이(transptidation)가 뒤따른다. 분류는 거의 모든 그램 양성 박테리아와 세포벽 LPXTG 매개 장식이 보고되지 않은 그램 음성 박테리아(예: 쉐와넬라 퍼트레파시엔스) 또는 아르케아(예: 메타나노박테리움 열자극성균)에서 발생한다.[2][3] "집안 유지" 분류제인 분류제 A는 일반적으로 많은 단백질 표적에 작용하지만, 다른 형태의 분류제는 갈라진 모티브의 변형된 형태를 인식하거나 필라핀의 조립을 촉진한다.[4][5][6]
반응
황색포도상구균 분류효소는 세포벽에 표면 단백질을 부착하는 트랜스펩티다아제로서, LPXTG 모티브의 글리(Gly)와 스르(Tr) 사이에 갈라지며, 트레오닌의 카르복실군과 세포벽 펩티도글리칸의 아미노군 사이의 아미드 결합을 강직하게 한다.[7][8]
생물학적 역할
분류에 의해 세포벽에 부착된 기질 단백질은 효소, 필린, 접착 매개 대형 표면 당단백질을 포함한다. 이 단백질들은 종종 병원균에 의한 바이러스, 감염, 그리고 식민지화에 중요한 역할을 한다.
표면 단백질은 침입하는 병원체와 동물 조직 사이의 상호작용을 촉진할 뿐만 아니라 숙주의 면역 반응으로부터 박테리아를 탈출시키는 기발한 전략을 제공한다. S. aureus 단백질 A의 경우 숙주조직의 침입시 미생물 표면과 위장세균에 면역글로불린이 포획된다. srtA 유전자가 부족한 aureus 돌연변이는 닻을 내리지 못하고 표면 단백질을 일부 표시하지 못하며 동물 감염을 일으키는 능력이 저하된다. 분류효소는 분비물(Sec) 경로로 유입되는 표면 단백질에 작용하며 신호 펩티드에 의해 신호 펩타이드 성분이 제거된다. S. aureus 게놈은 분류유전자와 분비유전자의 두 세트를 암호화한다. S. aureus가 세포벽 봉투에 20개의 표면 단백질을 운반하기 위한 한 가지 이상의 경로를 진화시켰다고 상상할 수 있다.
엑소소포르타아제와 고고소타아제는 기능적으로 유사하지만, 분류하기 위한 동질성은 전혀 없다는 점에 유의한다.[9]
항생제 표적으로서
이러한 분류는 병원성 박테리아에 중요한 단백질이고 최소한 한 회사에서 제한된 상업적 관심에 주목했기 때문에 새로운 항생제의[10] 좋은 표적이 될 것으로 생각된다.[11]
구조
이 사이스틴 펩티다아제 그룹은 MEROPS 펩티다아제 C60(클란 C-)에 속하며 여러 종류의 하위 패밀리의 구성원을 포함한다.
또 다른 분류군(MEROPS의 C60B)은 약 200개의 잔류물인 박테리아 분류효소 B 단백질을 함유하고 있다.[12]
구조생물학에 사용
분류제의 전이효소 활성은 구조 생물학자들이 체외에서 융합 단백질을 생산하는데 이용된다. 인식 모티브(LPXTG)는 관심 단백질의 C-terminus에, 올리고-글리신 모티브는 묶일 두 번째 단백질의 N-terminus에 추가된다. 단백질 혼합물에 분류제를 첨가한 후, 두 펩타이드들은 토종 펩타이드 결합을 통해 공동연계된다. 이러한 반응은 NMR 분광학자가 NMR 보이지 않는 용해성 태그를 생성하기 위해 채택하고 있으며, 한 예에서는 X선 결정학자가 복합 형성을 촉진하기 위해 채택하고 있다.[14]
참고 항목
참조
- ^ 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. hdl:11562/349253. PMID 21357525. S2CID 28182632.
- ^ Mazmanian SK, Ton-That H, Schneewind O (June 2001). "Sortase-catalysed anchoring of surface proteins to the cell wall of Staphylococcus aureus". Molecular Microbiology. 40 (5): 1049–57. CiteSeerX 10.1.1.513.4509. doi:10.1046/j.1365-2958.2001.02411.x. PMID 11401711. S2CID 34467346.
- ^ Pallen MJ, Chaudhuri RR, Henderson IR (October 2003). "Genomic analysis of secretion systems". Current Opinion in Microbiology. 6 (5): 519–27. doi:10.1016/j.mib.2003.09.005. PMID 14572546.
- ^ Oh SY, Budzik JM, Schneewind O (September 2008). "Sortases make pili from three ingredients". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (37): 13703–4. Bibcode:2008PNAS..10513703O. doi:10.1073/pnas.0807334105. PMC 2544515. PMID 18784365.
- ^ LeMieux J, Woody S, Camilli A (September 2008). "Roles of the sortases of Streptococcus pneumoniae in assembly of the RlrA pilus". Journal of Bacteriology. 190 (17): 6002–13. doi:10.1128/JB.00379-08. PMC 2519520. PMID 18606733.
- ^ Kang HJ, Coulibaly F, Proft T, Baker EN (January 2011). Hofmann A (ed.). "Crystal structure of Spy0129, a Streptococcus pyogenes class B sortase involved in pilus assembly". PLOS ONE. 6 (1): e15969. Bibcode:2011PLoSO...615969K. doi:10.1371/journal.pone.0015969. PMC 3019223. PMID 21264317.
- ^ Mazmanian SK, Liu G, Ton-That H, Schneewind O (July 1999). "Staphylococcus aureus sortase, an enzyme that anchors surface proteins to the cell wall". Science. 285 (5428): 760–3. doi:10.1126/science.285.5428.760. PMID 10427003.
- ^ Cossart P, Jonquières R (May 2000). "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. Bibcode:2000PNAS...97.5013C. doi:10.1073/pnas.97.10.5013. PMC 33977. PMID 10805759.
- ^ Haft DH, Payne SH, Selengut JD (January 2012). "Archaeosortases and exosortases are widely distributed systems linking membrane transit with posttranslational modification". Journal of Bacteriology. 194 (1): 36–48. doi:10.1128/JB.06026-11. PMC 3256604. PMID 22037399.
- ^ Maresso AW, Schneewind O (March 2008). "Sortase as a target of anti-infective therapy". Pharmacological Reviews. 60 (1): 128–41. doi:10.1124/pr.107.07110. PMID 18321961. S2CID 358030.
- ^ SIGA Technologies (September 2006). "Schedule 14A". U.S. Securities and Exchange Commission. Retrieved 29 October 2009.
- ^ Pallen MJ, Lam AC, Antonio M, Dunbar K (March 2001). "An embarrassment of sortases - a richness of substrates?". Trends in Microbiology. 9 (3): 97–102. doi:10.1016/S0966-842X(01)01956-4. PMID 11239768.
- ^ Kobashigawa Y, Kumeta H, Ogura K, Inagaki F (March 2009). "Attachment of an NMR-invisible solubility enhancement tag using a sortase-mediated protein ligation method". Journal of Biomolecular NMR. 43 (3): 145–50. doi:10.1007/s10858-008-9296-5. PMID 19140010. S2CID 207183676.
- ^ Wang Y, Pascoe HG, Brautigam CA, He H, Zhang X (October 2013). "Structural basis for activation and non-canonical catalysis of the Rap GTPase activating protein domain of plexin". eLife. 2: e01279. doi:10.7554/eLife.01279. PMC 3787391. PMID 24137545.
추가 읽기
- 프로그램 데이터베이스:3O0P, Cozzi R, Malito E, Nuccitelli A, 도노프리오 M, 마르티 넬리 M, Ferlenghi 1세, 그란디 G, 텔퍼드 JL, Maione D, Rinaudo CD(2011년 6월)."구조 분석과 정의된 주요 잔류물과pilus-relatedsortase C1을 동기의 그룹 B군 연쇄상 구균에site-directed 돌연변이 생성".FASEB Journal25(6):1874–86. doi:10.1096/fj.10-174797.hdl:11562/349253.PMID 21357525.S2CID 28182632.
- Kang HJ, Paterson NG, Gaspar AH, Ton-That H, Baker EN (October 2009). "The Corynebacterium diphtheriae shaft pilin SpaA is built of tandem Ig-like modules with stabilizing isopeptide and disulfide bonds". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (40): 16967–71. Bibcode:2009PNAS..10616967K. doi:10.1073/pnas.0906826106. PMC 2761350. PMID 19805181.
- Kankainen M, Paulin L, Tynkkynen S, von Ossowski I, Reunanen J, Partanen P, Satokari R, Vesterlund S, Hendrickx AP, Lebeer S, De Keersmaecker SC, Vanderleyden J, Hämäläinen T, Laukkanen S, Salovuori N, Ritari J, Alatalo E, Korpela R, Mattila-Sandholm T, Lassig A, Hatakka K, Kinnunen KT, Karjalainen H, Saxelin M, Laakso K, Surakka A, Palva A, Salusjärvi T, Auvinen P, de Vos WM (October 2009). "Comparative genomic analysis of Lactobacillus rhamnosus GG reveals pili containing a human- mucus binding protein". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (40): 17193–8. Bibcode:2009PNAS..10617193K. doi:10.1073/pnas.0908876106. PMC 2746127. PMID 19805152.
- Neiers F, Madhurantakam C, Fälker S, Manzano C, Dessen A, Normark S, Henriques-Normark B, Achour A (October 2009). "Two crystal structures of pneumococcal pilus sortase C provide novel insights into catalysis and substrate specificity". Journal of Molecular Biology. 393 (3): 704–16. doi:10.1016/j.jmb.2009.08.058. PMID 19729023.
- Sillanpää J, Nallapareddy SR, Qin X, Singh KV, Muzny DM, Kovar CL, Nazareth LV, Gibbs RA, Ferraro MJ, Steckelberg JM, Weinstock GM, Murray BE (November 2009). "A collagen-binding adhesin, Acb, and ten other putative MSCRAMM and pilus family proteins of Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus (Streptococcus bovis Group, biotype I)". Journal of Bacteriology. 191 (21): 6643–53. doi:10.1128/JB.00909-09. PMC 2795296. PMID 19717590.
- Kang HJ, Paterson NG, Baker EN (August 2009). "Expression, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of SpaA, a major pilin from Corynebacterium diphtheriae". Acta Crystallographica. Section F, Structural Biology and Crystallization Communications. 65 (Pt 8): 802–4. doi:10.1107/S1744309109027596. PMC 2720338. PMID 19652344.
- Guttilla IK, Gaspar AH, Swierczynski A, Swaminathan A, Dwivedi P, Das A, Ton-That H (September 2009). "Acyl enzyme intermediates in sortase-catalyzed pilus morphogenesis in gram-positive bacteria". Journal of Bacteriology. 191 (18): 5603–12. doi:10.1128/JB.00627-09. PMC 2737948. PMID 19592583.
- Suree N, Liew CK, Villareal VA, Thieu W, Fadeev EA, Clemens JJ, Jung ME, Clubb RT (September 2009). "The structure of the Staphylococcus aureus sortase-substrate complex reveals how the universally conserved LPXTG sorting signal is recognized". The Journal of Biological Chemistry. 284 (36): 24465–77. doi:10.1074/jbc.M109.022624. PMC 2782039. PMID 19592495.
- Kang HJ, Baker EN (July 2009). "Intramolecular isopeptide bonds give thermodynamic and proteolytic stability to the major pilin protein of Streptococcus pyogenes". The Journal of Biological Chemistry. 284 (31): 20729–37. doi:10.1074/jbc.M109.014514. PMC 2742838. PMID 19497855.
- Schlüter S, Franz CM, Gesellchen F, Bertinetti O, Herberg FW, Schmidt FR (August 2009). "The high biofilm-encoding Bee locus: a second pilus gene cluster in Enterococcus faecalis?". Current Microbiology. 59 (2): 206–11. doi:10.1007/s00284-009-9422-y. PMID 19459002. S2CID 26466809.
- Quigley BR, Zähner D, Hatkoff M, Thanassi DG, Scott JR (June 2009). "Linkage of T3 and Cpa pilins in the Streptococcus pyogenes M3 pilus". Molecular Microbiology. 72 (6): 1379–94. doi:10.1111/j.1365-2958.2009.06727.x. PMID 19432798. S2CID 38103981.
- Solovyova AS, Pointon JA, Race PR, Smith WD, Kehoe MA, Banfield MJ (February 2010). "Solution structure of the major (Spy0128) and minor (Spy0125 and Spy0130) pili subunits from Streptococcus pyogenes". European Biophysics Journal. 39 (3): 469–80. doi:10.1007/s00249-009-0432-2. PMID 19290517. S2CID 31626449.
- Budzik JM, Oh SY, Schneewind O (May 2009). "Sortase D forms the covalent bond that links BcpB to the tip of Bacillus cereus pili". The Journal of Biological Chemistry. 284 (19): 12989–97. doi:10.1074/jbc.M900927200. PMC 2676031. PMID 19269972.
- Kang HJ, Middleditch M, Proft T, Baker EN (December 2009). "Isopeptide bonds in bacterial pili and their characterization by X-ray crystallography and mass spectrometry". Biopolymers. 91 (12): 1126–34. doi:10.1002/bip.21170. PMID 19226623. S2CID 1546055.
- Manzano C, Contreras-Martel C, El Mortaji L, Izoré T, Fenel D, Vernet T, Schoehn G, Di Guilmi AM, Dessen A (December 2008). "Sortase-mediated pilus fiber biogenesis in Streptococcus pneumoniae". Structure. 16 (12): 1838–48. doi:10.1016/j.str.2008.10.007. PMID 19081060.
- Proft T, Baker EN (February 2009). "Pili in Gram-negative and Gram-positive bacteria - structure, assembly and their role in disease". Cellular and Molecular Life Sciences. 66 (4): 613–35. doi:10.1007/s00018-008-8477-4. PMID 18953686. S2CID 860681.
- Budzik JM, Oh SY, Schneewind O (December 2008). "Cell wall anchor structure of BcpA pili in Bacillus anthracis". The Journal of Biological Chemistry. 283 (52): 36676–86. doi:10.1074/jbc.M806796200. PMC 2605976. PMID 18940793.
- Mandlik A, Das A, Ton-That H (September 2008). "The molecular switch that activates the cell wall anchoring step of pilus assembly in gram-positive bacteria". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (37): 14147–52. doi:10.1073/pnas.0806350105. PMC 2734112. PMID 18779588.
- Fälker S, Nelson AL, Morfeldt E, Jonas K, Hultenby K, Ries J, Melefors O, Normark S, Henriques-Normark B (November 2008). "Sortase-mediated assembly and surface topology of adhesive pneumococcal pili". Molecular Microbiology. 70 (3): 595–607. doi:10.1111/j.1365-2958.2008.06396.x. PMC 2680257. PMID 18761697.
- Budzik JM, Marraffini LA, Souda P, Whitelegge JP, Faull KF, Schneewind O (July 2008). "Amide bonds assemble pili on the surface of bacilli". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (29): 10215–20. Bibcode:2008PNAS..10510215B. doi:10.1073/pnas.0803565105. PMC 2481347. PMID 18621716.
- Nobbs AH, Rosini R, Rinaudo CD, Maione D, Grandi G, Telford JL (August 2008). "Sortase A utilizes an ancillary protein anchor for efficient cell wall anchoring of pili in Streptococcus agalactiae". Infection and Immunity. 76 (8): 3550–60. doi:10.1128/IAI.01613-07. PMC 2493207. PMID 18541657.
- Bagnoli F, Moschioni M, Donati C, Dimitrovska V, Ferlenghi I, Facciotti C, Muzzi A, Giusti F, Emolo C, Sinisi A, Hilleringmann M, Pansegrau W, Censini S, Rappuoli R, Covacci A, Masignani V, Barocchi MA (August 2008). "A second pilus type in Streptococcus pneumoniae is prevalent in emerging serotypes and mediates adhesion to host cells". Journal of Bacteriology. 190 (15): 5480–92. doi:10.1128/JB.00384-08. PMC 2493256. PMID 18515415.
- Zähner D, Scott JR (January 2008). "SipA is required for pilus formation in Streptococcus pyogenes serotype M3". Journal of Bacteriology. 190 (2): 527–35. doi:10.1128/JB.01520-07. PMC 2223711. PMID 17993527.
- Swaminathan A, Mandlik A, Swierczynski A, Gaspar A, Das A, Ton-That H (November 2007). "Housekeeping sortase facilitates the cell wall anchoring of pilus polymers in Corynebacterium diphtheriae". Molecular Microbiology. 66 (4): 961–74. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05968.x. PMC 2841690. PMID 17919283.
- Budzik JM, Marraffini LA, Schneewind O (October 2007). "Assembly of pili on the surface of Bacillus cereus vegetative cells". Molecular Microbiology. 66 (2): 495–510. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05939.x. PMID 17897374.
- Kemp KD, Singh KV, Nallapareddy SR, Murray BE (November 2007). "Relative contributions of Enterococcus faecalis OG1RF sortase-encoding genes, srtA and bps (srtC), to biofilm formation and a murine model of urinary tract infection". Infection and Immunity. 75 (11): 5399–404. doi:10.1128/IAI.00663-07. PMC 2168291. PMID 17785477.
- Manetti AG, Zingaretti C, Falugi F, Capo S, Bombaci M, Bagnoli F, Gambellini G, Bensi G, Mora M, Edwards AM, Musser JM, Graviss EA, Telford JL, Grandi G, Margarit I (May 2007). "Streptococcus pyogenes pili promote pharyngeal cell adhesion and biofilm formation". Molecular Microbiology. 64 (4): 968–83. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05704.x. PMID 17501921. S2CID 28856933.
- Mandlik A, Swierczynski A, Das A, Ton-That H (April 2007). "Corynebacterium diphtheriae employs specific minor pilins to target human pharyngeal epithelial cells". Molecular Microbiology. 64 (1): 111–24. doi:10.1111/j.1365-2958.2007.05630.x. PMC 2844904. PMID 17376076.
- Nallapareddy SR, Singh KV, Sillanpää J, Garsin DA, Höök M, Erlandsen SL, Murray BE (October 2006). "Endocarditis and biofilm-associated pili of Enterococcus faecalis". The Journal of Clinical Investigation. 116 (10): 2799–807. doi:10.1172/JCI29021. PMC 1578622. PMID 17016560.
- Scott JR, Zähner D (October 2006). "Pili with strong attachments: Gram-positive bacteria do it differently". Molecular Microbiology. 62 (2): 320–30. doi:10.1111/j.1365-2958.2006.05279.x. PMID 16978260. S2CID 25384605.
- Swierczynski A, Ton-That H (September 2006). "Type III pilus of corynebacteria: Pilus length is determined by the level of its major pilin subunit". Journal of Bacteriology. 188 (17): 6318–25. doi:10.1128/JB.00606-06. PMC 1595371. PMID 16923899.
- Rosini R, Rinaudo CD, Soriani M, Lauer P, Mora M, Maione D, Taddei A, Santi I, Ghezzo C, Brettoni C, Buccato S, Margarit I, Grandi G, Telford JL (July 2006). "Identification of novel genomic islands coding for antigenic pilus-like structures in Streptococcus agalactiae". Molecular Microbiology. 61 (1): 126–41. doi:10.1111/j.1365-2958.2006.05225.x. PMID 16824100.
- Dramsi S, Caliot E, Bonne I, Guadagnini S, Prévost MC, Kojadinovic M, Lalioui L, Poyart C, Trieu-Cuot P (June 2006). "Assembly and role of pili in group B streptococci". Molecular Microbiology. 60 (6): 1401–13. doi:10.1111/j.1365-2958.2006.05190.x. PMID 16796677. S2CID 40698153.
- Gaspar AH, Ton-That H (February 2006). "Assembly of distinct pilus structures on the surface of Corynebacterium diphtheriae". Journal of Bacteriology. 188 (4): 1526–33. doi:10.1128/JB.188.4.1526-1533.2006. PMC 1367254. PMID 16452436.
- Ton-That H, Marraffini LA, Schneewind O (November 2004). "Protein sorting to the cell wall envelope of Gram-positive bacteria". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research. 1694 (1–3): 269–78. doi:10.1016/j.bbamcr.2004.04.014. PMID 15546671.
- Ton-That H, Marraffini LA, Schneewind O (July 2004). "Sortases and pilin elements involved in pilus assembly of Corynebacterium diphtheriae". Molecular Microbiology. 53 (1): 251–61. doi:10.1111/j.1365-2958.2004.04117.x. PMID 15225319.
- Ton-That H, Schneewind O (May 2004). "Assembly of pili in Gram-positive bacteria". Trends in Microbiology. 12 (5): 228–34. doi:10.1016/j.tim.2004.03.004. PMID 15120142.
- Ton-That H, Schneewind O (November 2003). "Assembly of pili on the surface of Corynebacterium diphtheriae". Molecular Microbiology. 50 (4): 1429–38. doi:10.1046/j.1365-2958.2003.03782.x. PMID 14622427.
