Leucyl aminopeptidáza - Leucyl aminopeptidase

Leucinaminopeptidáza
1BLL.png
Krystalová struktura hovězí leucyl aminopeptidázy s koordinovanými ionty zinku. Vykresleno z PDB 1BLL.
Identifikátory
SymbolKLÍN
Alt. symbolyPEPS
Gen NCBI51056
HGNC18449
OMIM170250
RefSeqNM_015907
UniProtP28838
Další údaje
EC číslo3.4.11.1
MístoChr. 4 p15.33

Leucyl aminopeptidázy (ES 3.4.11.1, leucinaminopeptidáza, KROUŽKY, leucyl peptidáza, peptidáza S, cytosol aminopeptidáza, katepsin III, L-leucinaminopeptidáza, leucinaminopeptidáza, leucinamid aminopeptidáza, FTBL proteiny, bílkoviny FTBL, aminopeptidáza II, aminopeptidáza III, aminopeptidáza I) jsou enzymy to přednostně katalyzovat the hydrolýza z leucin zbytky na N-konec z peptidy a bílkoviny. Lze však také odštěpit další N-koncové zbytky. LAP byly nalezeny napříč superknihy. Identifikované LAP zahrnují lidský LAP, hovězí čočka LAP, prasečí KLÍN, Escherichia coli (E-coli ) LAP (také známý jako PepA nebo XerB) a solanaceous - specifická kyselá LAP (LAP-A) v rajče (Solanum lycopersicum).

Popis, struktura a aktivní místo enzymu

LAP-A Aktivní stránky zbytky. Jsou také zobrazeny dva kationty Zn + 2 spolu s vodou a hydrogenuhličitanovým iontem, které působí jako obecná báze.

The aktivní stránky v PepA a v bovinní čočce bylo zjištěno, že LAP jsou podobné.[1] Na obrázku níže je navržený model aktivního místa LAP-A v rajčatech na základě práce Stratera et al.[2] Je také známo, že biochemie LAP z těchto tří království je velmi podobný. PepA, hovězí čočka LAP a LAP-A přednostně štěpí N-koncový leucin, arginin, a methionin zbytky. Všechny tyto enzymy vyžadují metalopeptidázy dvojmocný kov kationty pro jejich enzymatickou aktivitu[3] Enzymy jsou aktivní v přítomnosti Mn+2, Mg+2 a Zn+2. Je také známo, že tyto enzymy mají vysokou hladinu pH (pH 8) a teplota optima. Při pH 8 je nejvyšší enzymatická aktivita pozorována při 60 ° C. Je také známo, že se tvoří PepA, hovězí čočka LAP a LAP-A hexamery in vivo. Gu et al. z roku 1999 prokázalo, že šest 55kDA enzymaticky neaktivních LAP-A protomery spojte se a vytvořte bioaktivní hexamer LAP-A s molekulovou hmotností 353 kDa. Byly zkonstruovány struktury protomeru LAP hovězí čočky a biologicky aktivního hexameru[4] lze najít prostřednictvím Protein Data Bank (2J9A).

Mechanismus (mechanismy)

Historicky mechanismy z karboxypeptidázy a endoproteáza byly mnohem lépe studovány a pochopeny vědci (Ref # 6 Lipscomb 1990). Práce v posledních dvou desetiletích poskytla zásadní znalosti týkající se mechanismů aminopeptidáz. Mechanismus

V tomto mechanismu působí hydrogenuhličitanový iont jako obecná báze. Pro LAP-A může být R1 skupina R leucin, methionin nebo arginin.

hovězí čočky LAP a PepA byly objasněny (odkaz 1 a 2), avšak přesný mechanismus rajčatového LAP-A není v tuto chvíli znám. Hledání současné literatury nenaznačuje, že probíhá nový výzkum k určení přesného mechanismu LAP-A. Na základě biochemických podobností LAP mezi královstvími může být mechanismus LAP-A podobný bovinní čočce LAP a PepA.

Biologická funkce

Kdysi myšlenka jako úklidový gen nutné pouze pro obrat bílkovin, studie prokázaly, že LAP-A má regulační roli v imunní odpověď v rajčatech.

Pozadí imunitní odpovědi rostlin

Aby rostliny přežily, musí být schopny reagovat na mnohé biotický a abiotický zdůrazňuje, včetně patogen útok, piercing / sání hmyz, bylinožravý a mechanické zranění. Tyto napětí se aktivují specializované dráhy přenosu signálu, které jsou specifické pro stresor a množství způsobeného poškození tkáně. Podobně jako mechanická poranění způsobují žvýkací hmyz, jako je například tabákový roh (Manduca sexta, jeden z hlavních škůdců rajčete), rozsáhlý tkáň poškození aktivující kyselina jasmonová (JA) zprostředkovaná odpověď (Walling 2000). Tato reakce zprostředkovaná JA se točí kolem oktacanoidní cesta, který je zodpovědný za syntézu JA a několika dalších silných signálních molekul a končí regulací dvou sad geny jehož výraz se časem mění. Časné geny zesilují signál zranění a lze je detekovat 30 minut až 2 hodiny po poškození (Ryan 2000). Pozdní genovou expresi lze pozorovat 4–24 hodin po poranění. Produkty genů pozdní odezvy působí jako odrazující prostředek při žvýkání hmyzu, často snížením nutriční hodnoty požité potravy nebo narušením funkce střevního hmyzu (Walling 2000). Například, serin inhibitory proteinázy (kolíky) interferují s trávicími proteázami ve střevech hmyzu a polyfenol oxidázy (PPO) působí na snížení výživné hodnoty listů rostlin po požití bylinožravci (Johnson et al. 1989; Ryan 2000; Orozco-Cardenas 2001). Na obrázku 3 je uveden souhrn reakce rány u rajčat.

Dráha reakce na zranění, jak byla studována v rajčatech.

Odezva rostlin v této dráze oktadekanoidů je podobná savčí prostaglandin aleukotrien cesty (Ref Walling 2000). Tato konkrétní cesta je inhibována kyselina salicylová.

Octadecanoid cesta

(LAP-A), produkt oktadekanoidové dráhy v některých rostlinách solanaceous, ukázal Fowler et al. mít regulační úlohu v pozdní reakci rajče. Pokusy byly prováděny za použití tří genotypy rostlin rajčete: divoký typ (WT), (LapA-SI) rostliny, které byly umlčeny pro LAP-A, a LapA-OX, které konstitutivně exprimovaly LAP-A. Exprese pozdního genu byla potlačeno v poraněných rostlinách LapA-SI a rostliny LapA-SI byly také náchylnější ke krmení rohovitých tabáků ve srovnání s rostlinami divokého typu (WT). Ve srovnání, poškozené listy LapA-OX vykazovaly zvýšené hladiny akumulace pozdní genové RNA, zvýšenou odolnost vůči herbivorii a prodlouženou expresi genů pozdní reakce na ránu. Tato data naznačují, že LAP-A funguje při regulaci jak intenzity, tak perzistence pozdní reakce rány. Nezraněný LapA-OX však nehromadil pozdní gen RNA transkripty, což naznačuje, že přítomnost samotného LAP-A není dostatečná k indukci pozdní genové exprese. LAP-A je první rostlinnou aminopeptidázou, u které bylo prokázáno, že má regulační roli v signální transdukční cestě.

Osmoregulace

LAP proteiny jsou exprimovány v různých mořských organismech jako metoda zvládání osmotické hrozby, kterou pro buňku představuje vysoká slanost. Během záchvatů vysoké slanosti začíná LAP katalýzu proteinů za účelem uvolňování aminokyselin do buňky ve snaze vyvážit vysoké koncentrace iontů ve vnějším prostředí.[5]

Reference

  1. ^ Sträter N, Sun L, Kantrowitz ER, Lipscomb WN (září 1999). „Hydrogenuhličitanový iont jako obecná báze v mechanismu hydrolýzy peptidů pomocí dizincin-leucinaminopeptidázy“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 96 (20): 11151–5. Bibcode:1999PNAS ... 9611151S. doi:10.1073 / pnas.96.20.11151. PMC  18002. PMID  10500145.
  2. ^ Gu YQ, Walling LL (březen 2002). "Identifikace reziduí kritických pro aktivitu rány vyvolané leucinaminopeptidázy (LAP-A) rajčete". European Journal of Biochemistry / FEBS. 269 (6): 1630–40. doi:10.1046 / j.1432-1327.2002.02795.x. PMID  11895433.
  3. ^ Gu YQ, Holzer FM, Walling LL (srpen 1999). "Nadměrná exprese, čištění a biochemická charakterizace rány vyvolané leucinaminopeptidázy z rajčat". European Journal of Biochemistry / FEBS. 263 (3): 726–35. doi:10.1046 / j.1432-1327.1999.00548.x. PMID  10469136.
  4. ^ Kraft M, Schleberger C, Weckesser J, Schulz GE (prosinec 2006). "Vazebná struktura inhibitoru leucinaminopeptidázy, mikrogininu FR1". FEBS Dopisy. 580 (30): 6943–7. doi:10.1016 / j.febslet.2006.11.060. PMID  17157838. S2CID  6425967.
  5. ^ Hilbish TJ (1985). "Fyziologický základ přirozeného výběru na Lap Locus". Vývoj. 39 (6): 1302–1317. doi:10.2307/2408787. JSTOR  2408787. PMID  28564261.
Zdroje

externí odkazy