Sortase - Sortase
| Rodina Sortase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | Sortase | ||||||||
| Pfam | PF04203 | ||||||||
| InterPro | IPR005754 | ||||||||
| SCOP2 | 1ija / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| OPM nadčeleď | 294 | ||||||||
| OPM protein | 1rz2 | ||||||||
| CDD | cd00004 | ||||||||
| |||||||||
Sortase se týká skupiny prokaryotický enzymy které modifikují povrchové proteiny rozpoznáním a štěpením karboxylového konce třídicí signál. U většiny substrátů enzymů sortázy sestává rozpoznávací signál z motivu LPXTG (Leu-Pro-any-Thr-Gly), poté z vysoce hydrofobního transmembránová sekvence, následovaný shlukem základních zbytků, jako je arginin. Štěpení nastává mezi Thr a Gly, s přechodným připojením přes Thr zbytek k aktivnímu zbytku Cys, následované transpeptidací, která kovalentně váže protein na složky buněčné stěny. Sortázy se vyskytují téměř ve všech Grampozitivní bakterie a příležitostně Gramnegativní bakterie (např. Shewanella putrefaciens ) nebo Archaea (např. Methanobacterium thermoautotrophicum ), kde nebyla hlášena dekorace zprostředkovaná buněčnou stěnou LPXTG.[2][3] Ačkoli sortáza A, „udržovací“ sortáza, obvykle působí na mnoho proteinových cílů, jiné formy sortázy rozpoznávají variantní formy štěpného motivu nebo katalyzují sestavení piliny do pili.[4][5][6]
Reakce
The Zlatý stafylokok sortase je transpeptidáza, která váže povrchové proteiny k buněčné stěně; štěpí mezi Gly a Thr motivu LPXTG a katalyzuje tvorbu amidové vazby mezi karboxylovou skupinou threoninu a aminoskupinou peptidoglykanu buněčné stěny.[7][8]
Biologická role
Substrátové proteiny připojené k buněčným stěnám sortázami zahrnují enzymy, piliny a adhezně zprostředkující velkoplošné glykoproteiny. Tyto proteiny často hrají důležitou roli při virulenci, infekci a kolonizaci patogeny.
Povrchové proteiny nejen podporují interakci mezi napadajícím patogenem a zvířecími tkáněmi, ale také poskytují důmyslné strategie pro únik bakterií z imunitní odpovědi hostitele. V případě S. aureus protein A, imunoglobuliny jsou zachyceny na mikrobiálním povrchu a maskují bakterie během invaze do hostitelských tkání. S. aureus mutanty postrádající gen srtA nedokážou ukotvit a zobrazit některé povrchové proteiny a jsou narušeny ve schopnosti způsobovat zvířecí infekce. Sortáza působí na povrchové proteiny, které jsou iniciovány do sekreční (Sec) dráhy a jejich signální peptid je odstraněn signální peptidázou. The S. aureus genom kóduje dvě sady sortasových a sekrečních genů. Je to myslitelné S. aureus vyvinula více než jednu cestu pro transport 20 povrchových proteinů do obalu buněčné stěny.
Všimněte si, že exosortáza a archeosortáza jsou funkčně analogické, i když v žádném případě nejsou homologní k sortase.[9]
Jako antibiotický cíl
Sortázy jsou považovány za dobré cíle pro nová antibiotika[10] protože jsou důležitými proteiny pro patogenní bakterie a alespoň jedna společnost zaznamenala určitý omezený komerční zájem.[11]
Struktura
Tato skupina cysteinové peptidázy patřit k MEROPS peptidázová rodina C60 (klan C-) a zahrnuje členy několika podrodin sortáz.
Další podskupina sortáz (C60B v MEROPS) obsahuje bakteriální proteiny sortasy B, které jsou dlouhé přibližně 200 zbytků.[12]
Využití ve strukturní biologii
Transpeptidázovou aktivitu sortázy využívají strukturní biologové k produkci fúzních proteinů in vitro. Rozpoznávací motiv (LPXTG) se přidá na C-konec požadovaného proteinu, zatímco oligo-glycinový motiv se přidá na N-konec druhého proteinu, který má být ligován. Po přidání sortázy k proteinové směsi jsou dva peptidy kovalentně spojeny prostřednictvím nativní peptidové vazby. Tuto reakci používají NMR spektroskopové k výrobě značek neviditelné rozpustnosti NMR [13] a v jednom příkladu rentgenovými krystalografy na podporu tvorby komplexu.[14]
Viz také
Reference
- ^ Cozzi R, Malito E, Nuccitelli A, D'Onofrio M, Martinelli M, Ferlenghi I, Grandi G, Telford JL, Maione D, Rinaudo CD (červen 2011). „Strukturní analýza a místně zaměřená mutageneze definovaných klíčových reziduí a motivů pro třídu C1 související se pilusem ve skupině B Streptococcus.“ FASEB Journal. 25 (6): 1874–86. doi:10.1096 / fj.10-174797. PMID 21357525.
- ^ Mazmanian SK, Ton-That H, Schneewind O (červen 2001). „Kotvení povrchových proteinů katalyzované sortázou na buněčnou stěnu Staphylococcus aureus“. Molekulární mikrobiologie. 40 (5): 1049–57. CiteSeerX 10.1.1.513.4509. doi:10.1046 / j.1365-2958.2001.02411.x. PMID 11401711.
- ^ Pallen MJ, Chaudhuri RR, Henderson IR (říjen 2003). "Genomická analýza sekrečních systémů". Současný názor v mikrobiologii. 6 (5): 519–27. doi:10.1016 / j.mib.2003.09.005. PMID 14572546.
- ^ Oh SY, Budzik JM, Schneewind O (září 2008). „Sortasy připravují pili ze tří ingrediencí“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 105 (37): 13703–4. Bibcode:2008PNAS..10513703O. doi:10.1073 / pnas.0807334105. PMC 2544515. PMID 18784365.
- ^ LeMieux J, Woody S, Camilli A (září 2008). „Role sortáz Streptococcus pneumoniae při montáži 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 (leden 2011). Hofmann A (ed.). „Krystalová struktura Spy0129, třídy Streptococcus pyogenes třídy B účastnící se montáže pilusu“. 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 (červenec 1999). "Staphylococcus aureus sortase, enzym, který kotví povrchové proteiny k buněčné stěně". Věda. 285 (5428): 760–3. doi:10.1126 / science.285.5428.760. PMID 10427003.
- ^ Cossart P, Jonquières R (květen 2000). „Sortase, univerzální cíl pro terapeutická činidla proti grampozitivním bakteriím?“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 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 (leden 2012). „Archeosortázy a exosortázy jsou široce distribuované systémy spojující tranzit membrány s posttranslační modifikací“. Journal of Bacteriology. 194 (1): 36–48. doi:10.1128 / JB.06026-11. PMC 3256604. PMID 22037399.
- ^ Maresso AW, Schneewind O (březen 2008). "Sortase jako cíl antiinfekční terapie". Farmakologické recenze. 60 (1): 128–41. doi:10.1124 / pr.107.07110. PMID 18321961.
- ^ SIGA Technologies (září 2006). „Plán 14A“. Americká komise pro cenné papíry. Citováno 29. října 2009.
- ^ Pallen MJ, Lam AC, Antonio M, Dunbar K (březen 2001). „Trápení sortas - bohatství substrátů?“. Trendy v mikrobiologii. 9 (3): 97–102. doi:10.1016 / S0966-842X (01) 01956-4. PMID 11239768.
- ^ Kobashigawa Y, Kumeta H, Ogura K, Inagaki F (březen 2009). "Připojení značky zvyšující rozpustnost neviditelné NMR pomocí metody ligace proteinu zprostředkované sortázou". Journal of Biomolecular NMR. 43 (3): 145–50. doi:10.1007 / s10858-008-9296-5. PMID 19140010.
- ^ Wang Y, Pascoe HG, Brautigam CA, He H, Zhang X (říjen 2013). „Strukturální základ pro aktivaci a nekanonickou katalýzu proteinové domény aktivující Rap GTPázu plexinu“. eLife. 2: e01279. doi:10,7554 / eLife.01279. PMC 3787391. PMID 24137545.
Další čtení
- PDB: 3O0P; Cozzi R, Malito E, Nuccitelli A, D'Onofrio M, Martinelli M, Ferlenghi I, Grandi G, Telford JL, Maione D, Rinaudo CD (červen 2011). „Strukturní analýza a místně zaměřená mutageneze definovaných klíčových reziduí a motivů pro třídu C1 související se pilusem ve skupině B Streptococcus.“ FASEB Journal. 25 (6): 1874–86. doi:10.1096 / fj.10-174797. PMID 21357525.
- Kang HJ, Paterson NG, Gaspar AH, Ton-That H, Baker EN (říjen 2009). „Hřídel Corynebacterium diphtheriae pilin SpaA je postavena z tandemových modulů podobných Ig se stabilizujícími isopeptidovými a disulfidovými vazbami.“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 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 (říjen 2009). „Srovnávací genomová analýza Lactobacillus rhamnosus GG odhaluje pili obsahující protein vázající lidský sliz“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 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 (říjen 2009). „Dvě krystalové struktury pneumokokové pilus sortase C poskytují nový pohled na katalýzu a substrátovou specificitu“. 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 (listopad 2009). „Adhezin vázající na kolagen, Acb a deset dalších domnělých proteinů MSCRAMM a pilus rodiny Streptococcus gallolyticus subsp. Gallolyticus (Streptococcus bovis Group, biotyp I)“. Journal of Bacteriology. 191 (21): 6643–53. doi:10.1128 / JB.00909-09. PMC 2795296. PMID 19717590.
- Kang HJ, Paterson NG, Baker EN (srpen 2009). „Exprese, čištění, krystalizace a předběžná krystalografická analýza SpaA, hlavního pilinu z Corynebacterium diphtheriae“. Acta Crystallographica. Sekce F, Strukturní biologie a krystalizační komunikace. 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 (září 2009). „Acylové enzymy intermediáty v morfogenezi pilusem katalyzované pilus v grampozitivních bakteriích“. 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 (září 2009). „Struktura komplexu sortas-substrát Staphylococcus aureus ukazuje, jak je rozpoznán všeobecně konzervovaný třídicí signál LPXTG.“. The Journal of Biological Chemistry. 284 (36): 24465–77. doi:10.1074 / jbc.M109.022624. PMC 2782039. PMID 19592495.
- Kang HJ, Baker EN (červenec 2009). „Intramolekulární isopeptidové vazby dodávají termodynamickou a proteolytickou stabilitu hlavnímu pilinovému proteinu 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 (srpen 2009). „Vysoký biofilm kódující včelí lokus: druhý genový shluk pilusu v Enterococcus faecalis?“. Současná mikrobiologie. 59 (2): 206–11. doi:10.1007 / s00284-009-9422-r. PMID 19459002.
- Quigley BR, Zähner D, Hatkoff M, Thanassi DG, Scott JR (červen 2009). "Propojení T3 a Cpa pilinů v Streptococcus pyogenes M3 pilus". Molekulární mikrobiologie. 72 (6): 1379–94. doi:10.1111 / j.1365-2958.2009.06727.x. PMID 19432798.
- Solovyova AS, Pointon JA, Race PR, Smith WD, Kehoe MA, Banfield MJ (únor 2010). "Struktura řešení hlavních (Spy0128) a vedlejších (Spy0125 a Spy0130) pili podjednotek ze Streptococcus pyogenes". Evropský biofyzikální časopis. 39 (3): 469–80. doi:10.1007 / s00249-009-0432-2. PMID 19290517.
- Budzik JM, Oh SY, Schneewind O (květen 2009). „Sortase D tvoří kovalentní vazbu, která spojuje BcpB se špičkou 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 (prosinec 2009). "Izopeptidové vazby v bakteriální pili a jejich charakterizace rentgenovou krystalografií a hmotnostní spektrometrií". Biopolymery. 91 (12): 1126–34. doi:10,1002 / bip.21170. PMID 19226623.
- Manzano C, Contreras-Martel C, El Mortaji L, Izoré T, Fenel D, Vernet T, Schoehn G, Di Guilmi AM, Dessen A (prosinec 2008). „Sortgenem zprostředkovaná biogeneze pilusových vláken u Streptococcus pneumoniae“. Struktura. 16 (12): 1838–48. doi:10.1016 / j.str.2008.10.007. PMID 19081060.
- Proft T, Baker EN (únor 2009). „Pili v gramnegativních a grampozitivních bakteriích - struktura, složení a jejich role v nemoci“. Buněčné a molekulární biologické vědy. 66 (4): 613–35. doi:10.1007 / s00018-008-8477-4. PMID 18953686.
- Budzik JM, Oh SY, Schneewind O (prosinec 2008). "Kotevní struktura buněčné stěny BcpA pili v 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 (září 2008). „Molekulární přepínač, který aktivuje krok ukotvení buněčné stěny pilusovým sestavením v grampozitivních bakteriích“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 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 (listopad 2008). "Sestavení zprostředkované třídou a povrchová topologie adhezivní pneumokokové pili". Molekulární mikrobiologie. 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 (červenec 2008). „Amidové vazby shromažďují pili na povrchu bacilů“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 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 (srpen 2008). „Sortáza A využívá pomocnou proteinovou kotvu pro účinné ukotvení buněčné stěny pili u Streptococcus agalactiae.“. Infekce a imunita. 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 (Srpen 2008). „Druhý typ pilusu u Streptococcus pneumoniae převládá ve vznikajících sérotypech a zprostředkovává adhezi k hostitelským buňkám.“. Journal of Bacteriology. 190 (15): 5480–92. doi:10.1128 / JB.00384-08. PMC 2493256. PMID 18515415.
- Zähner D, Scott JR (leden 2008). „SipA je vyžadován pro tvorbu pilusu u Streptococcus pyogenes sérotypu 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 (listopad 2007). „Třídění v domácnosti usnadňuje ukotvení buněčné stěny polymerů pilusu v Corynebacterium diphtheriae“. Molekulární mikrobiologie. 66 (4): 961–74. doi:10.1111 / j.1365-2958.2007.05968.x. PMC 2841690. PMID 17919283.
- Budzik JM, Marraffini LA, Schneewind O (říjen 2007). "Shromáždění pili na povrchu vegetativních buněk Bacillus cereus". Molekulární mikrobiologie. 66 (2): 495–510. doi:10.1111 / j.1365-2958.2007.05939.x. PMID 17897374.
- Kemp KD, Singh KV, Nallapareddy SR, Murray BE (listopad 2007). „Relativní příspěvky Enterococcus faecalis OG1RF genů kódujících sortázu, srtA a bps (srtC), k tvorbě biofilmu a myšímu modelu infekce močových cest“. Infekce a imunita. 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 (květen 2007). „Streptococcus pyogenes pili podporuje adhezi buněk hltanu a tvorbu biofilmu“. Molekulární mikrobiologie. 64 (4): 968–83. doi:10.1111 / j.1365-2958.2007.05704.x. PMID 17501921.
- Mandlik A, Swierczynski A, Das A, Ton-That H (duben 2007). „Corynebacterium diphtheriae využívá specifické menší piliny k cílení na lidské epiteliální buňky hltanu“. Molekulární mikrobiologie. 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 (říjen 2006). „Endokarditida a pili Enterococcus faecalis spojené s biofilmem“. The Journal of Clinical Investigation. 116 (10): 2799–807. doi:10,1172 / JCI29021. PMC 1578622. PMID 17016560.
- Scott JR, Zähner D (říjen 2006). „Pili se silnými vazbami: grampozitivní bakterie to dělají jinak“. Molekulární mikrobiologie. 62 (2): 320–30. doi:10.1111 / j.1365-2958.2006.05279.x. PMID 16978260.
- Swierczynski A, Ton-That H (září 2006). „Pilus typu III korynebakterií: Délka Pilusu je určena úrovní jeho hlavní podjednotky pilinu“. 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 (červenec 2006). „Identifikace nových genomových ostrovů kódujících antigenní struktury podobné pilusu u Streptococcus agalactiae“. Molekulární mikrobiologie. 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 (červen 2006). "Shromáždění a role pili ve skupině B streptokoků". Molekulární mikrobiologie. 60 (6): 1401–13. doi:10.1111 / j.1365-2958.2006.05190.x. PMID 16796677.
- Gaspar AH, Ton-That H (únor 2006). "Shromáždění odlišných pilusových struktur na povrchu 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 (listopad 2004). „Třídění proteinů do obalu buněčné stěny grampozitivních bakterií“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1694 (1–3): 269–78. doi:10.1016 / j.bbamcr.2004.04.014. PMID 15546671.
- Ton-That H, Marraffini LA, Schneewind O (červenec 2004). "Sortasy a pilinové prvky zapojené do pilusové montáže Corynebacterium diphtheriae". Molekulární mikrobiologie. 53 (1): 251–61. doi:10.1111 / j.1365-2958.2004.04117.x. PMID 15225319.
- Ton-That H, Schneewind O (květen 2004). "Sestavení pili v grampozitivních bakteriích". Trendy v mikrobiologii. 12 (5): 228–34. doi:10.1016 / j.tim.2004.03.004. PMID 15120142.
- Ton-That H, Schneewind O (listopad 2003). "Shromáždění pili na povrchu Corynebacterium diphtheriae". Molekulární mikrobiologie. 50 (4): 1429–38. doi:10.1046 / j.1365-2958.2003.03782.x. PMID 14622427.