PNGase F - PNGase F
![]() | tento článek duplikáty rozsah dalších článkůkonkrétně Peptid-N4- (N-acetyl-beta-glukosaminyl) asparagin amidáza. (Březen 2016) |
Peptid: N-glykosidáza F | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||
Identifikátory | |||||||
Symbol | PNGase F | ||||||
PDB | 1PGS | ||||||
UniProt | Q9XBM8 | ||||||
|
Peptid: N-glykosidáza F, běžně označované jako PNGase F, je amidáza z peptid-N4- (N-acetyl-beta-glukosaminyl) asparagin amidáza třída. PNGase F funguje štěpením mezi nejvnitřnějšími GlcNAc a asparagin zbytky vysoké manóza hybridní a komplexní oligosacharidy z N-vázané glykoproteiny a glykopeptidy. To má za následek deaminovaný protein nebo peptid a volný glykan.[1][2]
PNGáza F má molekulovou hmotnost 35 500 a skládá se z polypeptidového řetězce 314 aminokyselin.[3] Optimální pH pro aktivitu enzymu je 8,6. Aktivita je však stabilní pro širokou škálu podmínek a činidel. PNGase F udržuje 60% aktivitu od pH 6,0 do pH 9,5. Je schopen deglykosylovat v nepřítomnosti denaturantů, ale ke štěpení nativních proteinů potřebuje rozsáhlou inkubaci a větší množství enzymu.[1][4][5]
jiný endoglykosidázy, podobně jako PNGáza F, zahrnují endoglykosidázu F1, endoglykosidázu F2, endoglykosidázu F3 a endoglykosidázu H.[6][7][8] Tyto endoglykosidázy mají větší specificitu při štěpení a jsou méně citlivé na proteinovou konformaci než PNGáza F.[1][9][10] Všechny tyto endoglykosidázy, včetně PNGázy F, lze čistit z mandlové emulze nebo flavobacterium meningosepticum.[1][6][10][11][12]
Mechanismus
PNGase F katalyzuje štěpení vnitřku glykosidová vazba v oligosacharidu. Štěpí všechny asparaginem vázané komplexní, hybridní nebo vysoce manosové oligosacharidy, pokud jádro GlcNAc neobsahuje alfa 1,3-fukózu.[1]

Asparaginový zbytek, ze kterého je odstraněn glykan, je deaminován na kyselina asparagová.

Aby došlo ke katalýze, PNGáza F vyžaduje minimálně dva zbytky oligosacharidů GlcNAc připojené k asparaginu.[12] Tento enzym využívá a katalytická triáda cystein-histidin-aspartát v jeho aktivním místě, což je běžný motiv pro amidázy. Tento motiv obsahuje a nukleofil, dárce protonů a kladný náboj ke stabilizaci čtyřboký meziprodukt. Bylo zjištěno, že krystalická struktura PNGázy F z flavobacterium miningosepticum s rozlišením 1,8 Å byla složena do dvou domén, z nichž každá má osmvláknovou antiparalelní β barel nebo konfigurace želé. Tato struktura je podobná lektiny a glukanázy, což naznačuje podobnost s lektiny a jinými proteiny vázajícími sacharidy.[3]
Aplikace a použití
Biologicky může nedostatek endoglykosidáz vést k několika chorobám, včetně lysozomální střádavé choroby a multisystémová onemocnění, z nichž většina zahrnuje nervový systém.[13][14] N-vázané glykany mohou poskytovat strukturní složky buněčných stěn a extracelulárních matric, modifikovat stabilitu a rozpustnost proteinu, přímý přenos dalších glykoproteinů a zprostředkovat buněčnou signalizaci (interakce buňka-buňka a interakce buňka-matice).[15] N-vázanou glykosylaci lze vidět na protilátky, na buněčných površích a na různých proteinech v celé matrici. Změny glykosylace se často vyskytují v případech rakoviny a zánětu, což může mít důležité funkční důsledky.[16]
Za tímto účelem lze ke studiu oligosacharidů a charakterizaci glykoproteinů použít PNGázu F a další endoglykosidázy. PNGase F postrádá selektivitu pro vnější strukturu sacharidů, což vede k široké specificitě, což z něj činí užitečný nástroj pro zkoumání struktury a funkce glykoproteinu.[3] Ve většině případů jsou požadované proteiny denaturovány a ošetřeny PNGázou F. Poté jsou buď podrobeny Gelová elektroforéza, ve kterém se migrace proteinů mění v důsledku deglykosylace pomocí PNGázy F, nebo jsou analyzovány pomocí hmotnostní spektrometrie, kterými lze charakterizovat oligosacharid a lze charakterizovat proteinový nebo peptidový fragment, ze kterého pochází.[3][7][8]
Reference
- ^ A b C d E Tarentino AL, Trimble RB, Plummer TH (1989). "Enzymatické přístupy ke studiu struktury, syntézy a zpracování glykoproteinů". Metody v buněčné biologii. 32: 111–39. doi:10.1016 / S0091-679X (08) 61169-3. ISBN 978-0-08-085930-9. PMID 2691848.
- ^ Tarentino AL, Plummer TH (1994). „Enzymatická deglykosylace asparaginem vázaných glykanů: čištění, vlastnosti a specificita enzymů štěpících oligosacharidy z Flavobacterium meningosepticum“. Metody v enzymologii. 230: 44–57. doi:10.1016/0076-6879(94)30006-2. ISBN 9780121821319. PMID 8139511.
- ^ A b C d Norris GE, Stillman TJ, Anderson BF, Baker EN (1994). „Trojrozměrná struktura PNGázy F, glykosylasparaginázy z Flavobacterium meningosepticum“. Struktura. 2 (11): 1049–59. doi:10.1016 / S0969-2126 (94) 00108-1. PMID 7881905.
- ^ Anthony L., Tarentino a Thomas H. Plummer Jr. .. „Enzymatická deglykosylace glykanů vázaných na asparagin: Čištění, vlastnosti a specificita enzymů štěpících oligosacharidy z Flavobacterium meningosepticum.“ Metody v enzymologii. 230. 1994. 44-57. Web.
- ^ Tarentino AL, Plummer TH (1982). „Oligosacharidová přístupnost k peptidu: N-glykosidáza podporovaná činidly pro rozvinutí proteinu“. The Journal of Biological Chemistry. 257 (18): 10776–80. PMID 7107633.
- ^ A b Takahashi T, Nishibe H (1981). "Mandlová glykopeptidáza působící na aspartylglykosylaminové vazby. Mnohonásobnost a substrátová specificita". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Enzymologie. 657 (2): 457–67. doi:10.1016/0005-2744(81)90331-4. PMID 7213757.
- ^ A b Maley F, Trimble RB, Tarentino AL, Plummer TH (1989). "Charakterizace glykoproteinů a jejich přidružených oligosacharidů pomocí endoglykosidáz". Analytická biochemie. 180 (2): 195–204. doi:10.1016/0003-2697(89)90115-2. PMID 2510544.
- ^ A b Tachibana Y, Yamashita K, Kobata A (1982). „Substrátová specificita savčí endo-beta-N-acetylglukosaminidázy: studie s enzymem potkaních jater“. Archivy biochemie a biofyziky. 214 (1): 199–210. doi:10.1016/0003-9861(82)90023-6. PMID 6805439.
- ^ Taga EM, Waheed A, Van Etten RL (1984). "Strukturální a chemická charakterizace homogenního peptidu N-glykosidázy z mandlí". Biochemie. 23 (5): 815–22. doi:10.1021 / bi00300a006. PMID 6712926.
- ^ A b Tarentino AL, Gómez CM, Plummer TH (1985). „Deglykosylace asparaginu vázaných glykanů peptidem: N-glykosidáza F“. Biochemie. 24 (17): 4665–71. doi:10.1021 / bi00338a028. PMID 4063349.
- ^ Plummer TH, Tarentino AL (1981). "Snadné štěpení komplexních oligosacharidů z glykopeptidů peptidem mandlového emulgátoru: N-glykosidáza" (PDF). The Journal of Biological Chemistry. 256 (20): 10243–6. PMID 7287707.
- ^ A b Plummer TH, Phelan AW, Tarentino AL (1987). "Detekce a kvantifikace peptid-N4- (N-acetyl-beta-glukosaminyl) asparagin amidáz". European Journal of Biochemistry / FEBS. 163 (1): 167–73. doi:10.1111 / j.1432-1033.1987.tb10751.x. PMID 2434326.
- ^ Davies G, Henrissat B (1995). "Struktury a mechanismy glykosylhydroláz". Struktura. 3 (9): 853–9. doi:10.1016 / S0969-2126 (01) 00220-9. PMID 8535779.
- ^ Patterson MC (2005). „Metabolické mimiky: poruchy N-vázané glykosylace“. Semináře z dětské neurologie. 12 (3): 144–51. doi:10.1016 / j.spen.2005.10.002. PMID 16584073.
- ^ Varki A, Cummings RD, Esko JD, Freeze HH, Stanley P, Bertozzi CR, Hart GW, Etzler ME, Varki A, Sharon N (2009). „Historické pozadí a přehled“. Ve Varki A (ed.). Základy glykobiologie (2. vyd.). Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-770-9. PMID 20301255.
- ^ Rhodes J, Campbell BJ, Yu LG (2001). „Glykosylace a nemoc“. Encyclopedia of Life Sciences. John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002 / 9780470015902.a0002151.pub2. ISBN 978-0-470-01590-2.