Metiltiotransferaza - Methylthiotransferase

Metiltiotransferazlar ning fermentlari radikal S-adenosil metionin (radikal SAM) superfamily. Ushbu fermentlar metiltio guruhini har xil biokimyoviy birikmalar, shu jumladan tRNK va oqsillarga qo'shilishini katalizlaydi.[1] Metiltiyotransferazlar substratlari va mexanizmlariga qarab to'rtta sinfdan biriga bo'linadi.[2] Barcha metiltiyotransferazalarda metiltio guruhining substratga qo'shilishida ikkala funktsiyani bajaradigan ikkita Fe-S klasteri, bitta kanonik klaster va bitta yordamchi klaster borligi ko'rsatilgan.[3]

Umumiy nuqtai

Metiltiyotransferazlar, shuningdek MTTazlar deb nomlanuvchi, radikalning bir qismidir SAM fermenti superfamily. Ushbu fermentlar a qo'shilishini katalizlaydi metiltio guruhi oqsilga yoki tRNK substratiga.[1] Radikal S-adenosilmetionin fermentlar, aks holda ma'lum radikal SAM fermentlar - bu S-adenosil-L-metioninni L-metionin va 5'-deoksiadenosil 5'-radikal (5'-dA) ga biriktiradigan metalloproteidlar.[3] 5'-dA - radikal SAMlar tomonidan katalizlanadigan reaksiyalarning oralig'i. 5'-dA substratdan vodorodni olib tashlaydi va substratdagi o'sha uglerodga boshqa guruh qo'shilishiga imkon beradi.[3] Reaksiyalarini yakunlash uchun barcha radikal SAMlar kamaytirilgan [4Fe-4S] klasterini talab qiladi, bu esa konservalangan sistein motif, CX3CX2S[3] Radikal SAM bir yoki bir nechta Fe-S klasteriga ega bo'lishi mumkin. Bunday holda, metiltiotransferazlar ko'plab klasterlarga ega. Radikal SAMlar hayotning uchta sohasidagi ko'plab uyali jarayonlarda, shu jumladan metabolizm va hujayra ichida ishlatiladigan ko'plab kofaktorlarning biosintezida ishtirok etadi.[3]

Metiltiyotransferazalarning to'rtta ma'lum sinflari mavjud; uchta sinf tRNKlarning metiltiolyatsiyasida, biri esa oqsillarni metiltiolyatsiyasida qatnashadi.[2] Barcha aniqlangan metiltiotransferazlar ikkita Fe-S faol klasteriga va oqsil tarkibidagi uchta xarakterli domenga ega.[1][2] Ushbu uchta tarkibiy domen tarkibiga yordamchi Fe-S klasterini o'z ichiga olgan N-terminal xarakterli bo'lmagan oqsillar oilasi 0004 (UPF0004) domeni, markaziy faol Fe-S motifini o'z ichiga olgan markaziy radikal SAM motifi va C-terminal "TRAM" domeni kiradi. substratni tanib olish bilan bog'liq deb o'ylashadi.[1][2] Ikki Fe-S klasteridan markaziy klaster 5'-dA hosil qilish uchun ishlatiladigan SAMni bog'laydi, yordamchi klaster esa unchalik o'rganilmagan funktsiyaga ega. Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bu yordamchi klaster kataliz paytida oltingugurtning to'g'ridan-to'g'ri donori sifatida ishlaydi yoki kataliz paytida foydalanish uchun oltingugurtning ekzogen manbasini muvofiqlashtiradi.[4] Nisbatan yaxshi o'rganilgan MiaB metiltiyotransferazida yordamchi klaster kataliz paytida metiltio guruhining oltingugurtini to'g'ridan-to'g'ri beradi deb o'ylashadi.[4]

Tavsiya etilgan mexanizm

Metiltiotransferazlar turli biokimyoviy mahsulotlarga metiltio guruhi qo'shilishini katalizlaydi. Metiltio guruhlarini o'tkazish juda ko'p Fe-S klasterlarini talab qiladigan murakkab reaktsiya. Avvalgi adabiyotlarda fermentlar ketma-ket ishlashini, avval substratga oltingugurt qo'shib, so'ngra ikkinchi SAM molekulasidan olingan metil guruhini qo'shishini taklif qilgan.[5] Ushbu mexanizm so'nggi ishlarda qo'llab-quvvatlanmagan. Hozirgi kunda tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, birinchi SAM molekulasidan metil guruhi yordamchi [4Fe-4S] klasteridagi oltingugurtga metiltio guruhini hosil qilish uchun 5'-dA radikalining yordami bilan radikal mexanizm orqali mahsulotga o'tkaziladi. ikkinchi SAM molekulasining bo'linishidan hosil bo'lgan oraliq.[4][6] MiaB va RimO uchun tavsiya etilgan mexanizmlar biroz farq qiladi, MiaB metiltio guruhi sifatida muvofiqlashtirilgan oltingugurtdan foydalanadi.[4] va metiltio guruhi sifatida klaster ichidagi noyob temir atomiga biriktirilgan tashqi oltingugurt yordamida RimO.[6] Ushbu farqga qaramay, ikkalasi ham mexanizm uchun bir xil asosiy printsiplardan foydalanadilar; yordamchi [4Fe-4S] klasteridan foydalangan holda metiltiyol qilingan oraliq mahsulotni hosil qiling va keyin metiltio guruhini substratga qo'shing.[4][6]

Ma'lum misollar

[3Fe-4S] ning shakllanishi0 MiaB ning yordamchi klasteri m ning nukleofil hujumi orqali3- sulfidni ko'paytirish. Zhang va boshq. 2020 yil.

MiaB

MiaB modifikatsiyalangan metiltiolatsiyani yakunlovchi metiltiotransferaza adenozin tayanch, N6-isopentenil adenozin, C2-metiltio-N ga6-izopentenil adenozin, tRNKda, u inaktivatsiya qilingan C-H bog'lanishiga metiltiogrup qo'shilishini o'z ichiga oladi.[1][3][4] Ushbu asosning tRNKlarda modifikatsiyasi mRNKni oqsilga o'tkazishda kodon-antikodon bilan bog'lanishni va ribosomal o'qish doirasini saqlab turishni kuchaytiradi.[4] Bu erda tavsiflangan boshqa metiltiotransferazlardan farqli o'laroq, MiaB oltingugurt guruhini ikkilamchi oltingugurt donoridan foydalanish o'rniga metiltiolatsiya uchun o'zi beradi va shuningdek, bitta polipeptid ichida SAMga bog'liq bo'lgan ikkita reaktsiyani bajaradi.[3]

MtaB

MtaB ANN kodonlarini 2-metiltio-N6-treonilkarbonamodenga kodlaydigan tRNKlarning 37-pozitsiyasida modifikatsiyalangan adenozin asosi N6-treonilkarbamoyladenozinning metiltiolatsiyasini yakunlovchi bakteriyalar, arxealar va eukariyada mavjud bo'lgan metiltiotransferaza.[1][7] MiaB va RimO bilan taqqoslaganda, MtaB juda kam o'rganilgan, ammo hali ham turli xil uyali jarayonlarda ishtirok etishi mumkin. Ushbu o'ziga xos MTTase-ni o'rganishning potentsial dasturlaridan biri bu uning gen tomonidan kodlanganligidir CDKAL1 mutatsiyada yoki regulyatsiya qilinganida insulin sekretsiyasining kamayishini kuchaytirishi ma'lum bo'lgan odamlarda, bu diabetning 2-turi bilan kasallanish xavfi yuqori bo'lishiga olib keladi.[1][7]

RimO

RimO mexanizmi metartiyo guruhining aspartatning b-uglerodiga katalizlangan qo'shilishi. Landgraf va boshqalardan moslashtirilgan. 2013 yil.

RimO Asp88 qoldig'ining b-uglerodining metiltiolyatsiyasini yakunlovchi metiltiotransferaza. ribosomal Bakteriyalardagi S12 oqsillari, xususan E. coli.[1][2] Ushbu MTTase translatsiyadan keyingi modifikatsiyani yaratish uchun birinchi aniqlangan, chunki ilgari aniqlangan barcha boshqa MTTazlar tRNAlarni o'zgartiradi. RimO MTTazning boshqa sinflariga qaraganda boshqa substrat ustida harakat qilsa-da, oqsilning asosiy tuzilishi va uning ta'siri mexanizmi nisbatan o'xshashdir.[1]

Adabiyotlar

  1. ^ a b v d e f g h men Vang, Tszarui; Woldring, Rori P.; Roman-Meledez, Gabriel D.; Makkeyn, Alan M.; Alzua, Brayan R .; Marsh, E. Nil G. (2014-09-19). "Radikal SAM enzimologiyasining so'nggi yutuqlari: yangi tuzilmalar va mexanizmlar". ACS kimyoviy biologiyasi. 9 (9): 1929–1938. doi:10.1021 / cb5004674. ISSN  1554-8929. PMC  4168785. PMID  25009947.
  2. ^ a b v d e Li, Kyung-Xun; Solih, Lana; Anton, Brayan P.; Madinger, Ketrin L.; Benner, Jek S.; Ivig, Devid F.; Roberts, Richard J.; Krebs, Karsten; Booker, Squire J. (2009-10-27). "Radikal SAM superfamilasining metiltiotransferaza subklassining yangi a'zosi RimO ning xarakteristikasi". Biokimyo. 48 (42): 10162–10174. doi:10.1021 / bi900939w. ISSN  0006-2960. PMC  2952840. PMID  19736993.
  3. ^ a b v d e f g Booker, Squire J; Tsikchillo, Robert M; Grove, Tayler L (2007). "Radikal S-adenosilmetionin oqsillarida fidoyilik". Kimyoviy biologiyaning hozirgi fikri. 11 (5): 543–552. doi:10.1016 / j.cbpa.2007.08.028. PMC  2637762. PMID  17936058.
  4. ^ a b v d e f g Chjan, Bo; Arcinas, Artur J.; Radl, Metyu I.; Silakov, Aleksey; Buker, Skvayr J.; Krebs, Karsten (2020-01-29). "Radikal S-Adenosilmetionin Metiltiyotransferaza MiaB katalizidagi birinchi qadam [3Fe-4S] 0 o'xshash yordamchi klaster bilan oraliq hosil qiladi". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 142 (4): 1911–1924. doi:10.1021 / jacs.9b11093. ISSN  0002-7863. PMC  7008301. PMID  31899624.
  5. ^ Fontekavt, M.; Mulliez, E .; Atta, M. (2008-03-21). "Metiliolasyon reaktsiyalariga yangi yorug'lik". Kimyo va biologiya. 15 (3): 209–210. doi:10.1016 / j.chembiol.2008.02.011. ISSN  1074-5521. PMID  18355719.
  6. ^ a b v Landgraf, Bredli J.; Arcinas, Artur J.; Li, Kyung-Xun; Booker, Squire J. (2013-10-16). "RimO va MiaB radikal S-adenosilmetionin metiltiyotransferazalaridagi oraliq metil tashuvchini aniqlash". Amerika Kimyo Jamiyati jurnali. 135 (41): 15404–15416. doi:10.1021 / ja4048448. ISSN  0002-7863. PMC  4023531. PMID  23991893.
  7. ^ a b Arrageyn, Simon; Xandelman, Samuel K.; Foruxar, Farhod; Vey, Fan-Yan; Tomizava, Kazuxito; Xant, Jon F.; Douki, Tyeri; Fontecave, Mark; Myulzi, Etyen; Atta, Muhammad (2010-09-10). "T-RNKdagi 2-metiltio-N 6-treonilkarbamoyladenozinni biosintezi uchun ökaryotik va prokaryotik metiltiyotransferazni aniqlash". Biologik kimyo jurnali. 285 (37): 28425–28433. doi:10.1074 / jbc.M110.106831. ISSN  0021-9258. PMC  2937867. PMID  20584901.