Glutamyl endopeptidáza GluV8 - Glutamyl endopeptidase GluV8

Glutamyl endopeptidáza
PDB 1qy6 EBI.jpg
Identifikátory
EC číslo3.4.21.19
Číslo CAS137010-42-5
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum

Glutamyl endopeptidáza (ES 3.4.21.19, SspA, V8 proteáza, GluV8, endoproteináza Glu-C, stafylokoková serinová proteináza) je extracelulární bakteriální serinová proteáza z glutamyl endopeptidáza I rodina, která byla původně izolována od Zlatý stafylokok kmen V8. The proteáza je proto běžně označována jako „V8 proteáza“ nebo alternativně SspA z její odpovídající gen.[1][2][3]

Genetika

Glutamyl endopeptidáza je v S. aureus vyjádřeno z gen sspA v rámci operon ssp. Po proudu z sspA, operon také zahrnuje geny cysteinová proteáza staphopain B (sspB) a staphostatinu B (sspC; specifický inhibitor staphopainu B).[4][5]

Glutamyl endopeptidáza je převážně koexprimována s dalšími hlavními proteázami S. aureus: aureolysin, staphopain A a staphopain B. Přepis ssp, k němuž dochází prostřednictvím promotoru ovládaného „úklid " faktor sigma σA, je up-regulován příslušným regulátorem genu agr, zatímco je potlačován stafylokokovým regulátorem příslušenství sarA a alternativním faktorem sigma σB (modulátor stresové odezvy Grampozitivní bakterie ). ssp exprese je vysoce vyjádřena v postexponenciální růstové fázi.[4] Složitější síť modulátorů a ovlivňování podmínek prostředí ssp výraz byl však navržen.[6][7]

The sspA Gen má vysokou prevalenci v genomu obou komenzální - a patogenní -typ S. aureus kmeny.[8]

Aktivace

Glutamyl endopeptidáza je vyjádřena jako a zymogen že, aby se stala plně aktivní, byla změněna oběma způsoby autokatalýza a štěpením metaloproteáza aureolysin.[1][4][9]

Funkce

Glutamyl endopeptidáza proteolyticky aktivuje zymogen z cysteinová proteáza staphopain B (staphopain A je aktivován prostřednictvím nezávislého procesu).[10][11][12]

Bakteriální proteáza má úzkou specificitu s přísnou preferencí pro katalyzující hydrolýza bílkovin po negativně nabitých aminokyselinách, zejména kyselina glutamová, a do jisté míry kyselina asparagová. [2]

Ukázalo se, že glutamyl endopeptidáza štěpí určité cílové proteiny mezi lidskými zánětlivými regulátory a imunitními složkami. Může to zpracovat kininogen do kinin a štěpit imunoglobuliny. Proteáza také štěpí a deaktivuje α1-antitrypsin, ale je úspěšně inhibován α2-makroglubulin.[1] Glutamyl endopeptidáza může inhibovat aktivaci cílů uvnitř doplňkový systém. Je indikováno, že způsobuje inhibici všech tří drah aktivace komplementu.[13]

Glutamyl endopeptidáza může dále štěpit širokou škálu bakteriálních povrchových proteinů, včetně proteinů vázajících fibronektin a protein A, potenciálně působící jako samoregulační mechanismus.[14][15][16]

Biologický význam

An imunizace průzkum člověka sérum vzorky naznačují, že expozice glutamyl endopeptidáze je běžná, i když korelace s jakýmkoli konkrétním typem infekce nelze zjistit.[8] Četné cíle bakteriálních proteáz zvyšují složitost dalších faktory virulence a jejich genetická regulace, ztěžuje připisování specifické role proteázy bakteriím. In vivo pokusy s S. aureus s deaktivací ssp nebo ovládání sspA glutamyl endopeptidáza poskytuje protichůdný obraz o své důležitosti, i když prokázala dopad na přežití bakterií v plné lidské krvi. Bylo však navrženo, že proteáza podporuje S. aureus diseminace štěpením vlastních proteinů a indukovanou kininem vazodilatace, současně chrání před imunologickými odpověďmi, tj. prostřednictvím poškození regulace systému komplementu a proteáz odvozených z neutrofilů.[1][13][17][18]

Glutamyl endopeptidáza je indikována k účasti na kontrole a šíření v bakteriích biofilmy.[19]

Proteáza může přispět k infekce příznaky, např. bolest a otok zvýšenou vaskulární permeabilitou aktivací kininu.[1] Deregulace neutrofilních proteáz prostřednictvím deaktivace α1-antitrypsin byl navržen jako potenciální příčina dysfunkce koagulace v sepse.[20]

Reference

  1. ^ A b C d E Dubin G (01.07.2002). "Extracelulární proteázy Staphylococcus spp." Biologická chemie. 383 (7–8): 1075–86. doi:10.1515 / BC.2002.116. PMID  12437090.
  2. ^ A b Stennicke HR, Breddam K (01.01.2013). Rawlings ND, Salvesen G (eds.). Příručka proteolytických enzymů. Akademický tisk. 2534–2538. doi:10.1016 / b978-0-12-382219-2.00561-5. ISBN  9780123822192.
  3. ^ Birktoft JJ, Breddam K (1994). „Kapitola 8: Glutamyl endopeptidázy“. Metody v enzymologii. 244. str. 114–126. doi:10.1016/0076-6879(94)44010-7.
  4. ^ A b C Shaw L, Golonka E, Potempa J, Foster SJ (leden 2004). "Úloha a regulace extracelulárních proteáz Staphylococcus aureus". Mikrobiologie. 150 (Pt 1): 217–28. doi:10,1099 / mic. 0,26634-0. PMID  14702415.
  5. ^ Filipek R, Rzychon M, Oleksy A, Gruca M, Dubin A, Potempa J, Bochtler M (říjen 2003). „Komplex staphostatin-staphopain: inhibitor dopředné vazby v komplexu s cílovou cysteinovou proteázou“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (42): 40959–66. doi:10,1074 / jbc.M302926200. PMID  12874290.
  6. ^ Oscarsson J, Tegmark-Wisell K, Arvidson S (říjen 2006). "Koordinovaná a diferenciální kontrola transkripce aureolysinu (aur) a serinové proteázy (sspA) u Staphylococcus aureus pomocí sarA, rot a agr (RNAIII)". International Journal of Medical Microbiology. 296 (6): 365–80. doi:10.1016 / j.ijmm.2006.02.019. PMID  16782403.
  7. ^ Lindsay JA, Foster SJ (září 1999). „Interaktivní regulační cesty řídí produkci a stabilitu determinantů virulence v reakci na podmínky prostředí u Staphylococcus aureus“. Molekulární a obecná genetika. 262 (2): 323–31. doi:10,1007 / s004380051090. PMID  10517329.
  8. ^ A b Zdzalik M, Karim AY, Wolski K, Buda P, Wojcik K, Brueggemann S, Wojciechowski P, Eick S, Calander AM, Jonsson IM, Kubica M, Polakowska K, Miedzobrodzki J, Wladyka B, Potempa J, Dubin G (listopad 2012 ). „Prevalence genů kódujících extracelulární proteázy u Staphylococcus aureus - důležité cíle spouštějící imunitní odpověď in vivo“. Imunologie FEMS a lékařská mikrobiologie. 66 (2): 220–9. doi:10.1111 / j.1574-695X.2012.01005.x. PMID  22762789.
  9. ^ Nickerson NN, Prasad L, Jacob L, Delbaere LT, McGavin MJ (listopad 2007). „Aktivace zymogenu SspA serinproteázy Staphylococcus aureus probíhá prostřednictvím jedinečných variací mechanismu podobného trypsinogenu a je závislá na autokatalytickém i metaloproteázově specifickém zpracování“. The Journal of Biological Chemistry. 282 (47): 34129–38. doi:10,1074 / jbc.M705672200. PMID  17878159.
  10. ^ Nickerson N, Ip J, Passos DT, McGavin MJ (leden 2010). „Srovnání aktivačních mechanismů prekurzoru Staphopainu A (ScpA) a B (SspB) odhaluje jedinečnou kinetiku sekrece proSspB (Staphopainu B) a odlišnou interakci s jeho příbuzným staphostatinem, SspC.“ Molekulární mikrobiologie. 75 (1): 161–77. doi:10.1111 / j.1365-2958.2009.06974.x. PMID  19943908.
  11. ^ Rice K, Peralta R, Bast D, de Azavedo J, McGavin MJ (leden 2001). "Popis operonu staphylococcus serin proteázy (ssp) u Staphylococcus aureus a nepolární inaktivace serinu proteázy kódované sspA". Infekce a imunita. 69 (1): 159–69. doi:10.1128 / IAI.69.1.159-169.2001. PMC  97868. PMID  11119502.
  12. ^ Massimi I, Park E, Rice K, Muller-Esterl W, Sauder D, McGavin MJ (listopad 2002). „Identifikace nového mechanismu zrání a omezené substrátové specificity pro SspB cysteinovou proteázu Staphylococcus aureus“. The Journal of Biological Chemistry. 277 (44): 41770–7. doi:10,1074 / jbc.M207162200. PMID  12207024.
  13. ^ A b Jusko M, Potempa J, Kantyka T, Bielecka E, Miller HK, Kalinska M, Dubin G, Garred P, Shaw LN, Blom AM (2014-01-01). „Stafylokokové proteázy pomáhají při úniku lidského systému komplementů“. Journal of Innate Immunity. 6 (1): 31–46. doi:10.1159/000351458. PMC  3972074. PMID  23838186.
  14. ^ Karlsson A, Saravia-Otten P, Tegmark K, Morfeldt E, Arvidson S (srpen 2001). „Snížené množství proteinu A asociovaného s buněčnou stěnou a proteinů vázajících fibronektin u mutantů sarA Staphylococcus aureus v důsledku upregulace extracelulárních proteáz“. Infekce a imunita. 69 (8): 4742–8. doi:10.1128 / IAI.69.8.4742-4748.2001. PMC  98560. PMID  11447146.
  15. ^ McGavin MJ, Zahradka C, Rice K, Scott JE (červenec 1997). „Modifikace fenotypu vázajícího fibronektin na Staphylococcus aureus proteázou V8“. Infekce a imunita. 65 (7): 2621–8. PMC  175371. PMID  9199429.
  16. ^ Kolar SL, Ibarra JA, Rivera FE, Mootz JM, Davenport JE, Stevens SM, Horswill AR, Shaw LN (únor 2013). „Extracelulární proteázy jsou klíčovými mediátory virulence Staphylococcus aureus prostřednictvím globální modulace stability určující virulenci“. Mikrobiologie Otevřeno. 2 (1): 18–34. doi:10,1002 / mbo3,55. PMC  3584211. PMID  23233325.
  17. ^ Potempa J, Pike RN (01.01.2009). „Poškození vrozené imunity bakteriálními proteázami“. Journal of Innate Immunity. 1 (2): 70–87. doi:10.1159/000181144. PMC  2743019. PMID  19756242.
  18. ^ Koziel J, Potempa J (únor 2013). "Bakterie vyzbrojené proteázou v kůži". Výzkum buněk a tkání. 351 (2): 325–37. doi:10.1007 / s00441-012-1355-2. PMC  3560952. PMID  22358849.
  19. ^ Chen C, Krishnan V, Macon K, Manne K, Narayana SV, Schneewind O (říjen 2013). "Sekretované proteázy kontrolují růst biofilmu Staphylococcus aureus zprostředkovaný autolysinem". The Journal of Biological Chemistry. 288 (41): 29440–52. doi:10,1074 / jbc.M113.502039. PMC  3795244. PMID  23970550.
  20. ^ Potempa J, Watorek W, Travis J (říjen 1986). "Inaktivace lidského plazmatického inhibitoru alfa 1-proteinázy proteinázami ze Staphylococcus aureus". The Journal of Biological Chemistry. 261 (30): 14330–4. PMID  3533918.

externí odkazy