Jump to content

Лактоназа

ацил-L-гомосерино-лактон лактоногидролаза
Идентификаторы
ЕС №. 3.1.1.81
CAS №. 389867-43-0
Базы данных
Intenz Intenz View
Бренда Бренда вход
Расширение Вид Nicezyme
Кегг Кегг вход
Метатический Метаболический путь
Напрямую профиль
PDB Структуры RCSB PDB PDBE PDBSUM
Поиск
PMCarticles
PubMedarticles
NCBIproteins
Общая химическая структура n -ацильного гомосеринного лактона

Лактоназа (ЕС 3.1.1.81, ацилгомосериновая лактоназа ; систематическое название н -ацил- л- гомосерино-лактон лактоногидролаза ) представляет собой металлофермент , продуцируемый определенными видами бактерий, которые нацеливаются и инактивации ацилированных гомосерин-лактонов (АГЛ). Он катализирует реакцию

n -actyl- o l -homoserine lactone + 2 h n -actyl -l -homoserine

Многие виды α -, β γ -протеобактерий продуцируют ацилированные гомосеринские лактоны, небольшие гормоноподобные молекулы, обычно используемые в качестве сигналов связи между бактериальными клетками в популяции для регулирования определенной экспрессии генов и фенотипического поведения. [ 1 ] Этот тип регуляции генов известен как чувствительность кворума .

Другие названия для этих типов ферментов-это кворум, ацил -гомосериновая лактоназа, ацил гомосерин, деградирующий фермент, ацил-ацилаза ацилана, ахла лактоназа, энзим ахл, ахлк, ахл Aiia lactonase, Aiia-подобная белок, AIIB, AIIC, ATTM, Delactonase, лактоназоподобный фермент, N -ацил -гомосерин лактоназа, н -ацил гомосерин лактон гидролаза, н -ацил -гомосерин лактон лактоназа, н -ацил -ла -гидроназа, лактоназа -лактоназа, лактоназа, квалифицируя лактотон -лактоназа , но -квалинизу лактоназа -лактоназа, но -квалинзаза , но -ацил -лактороназа, но -квалинзаза, н -ацил -лактороназа -лактоназа. , щедрый кворум n -ацил гомосеринная лактон -гидролаза . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

Ферментный механизм

[ редактировать ]

Лактоназа гидролизует эфирную связь гомосеринга лактонового кольца из ацилированных гомосеринских лактонов. При гидролизации связывания лактона лактоназа предотвращает связывание этих сигнальных молекул с регуляторами транскрипции мишеней, тем самым ингибируя чувствительность кворума . [ 13 ]

Структура фермента

[ редактировать ]

Динуклеарный сайт связывания цинка сохраняется во всех известных лактоназах и необходимы для ферментной активности и складывания белка. [ 14 ]

Zn1 тетракоординируется HIS104, HIS106, HIS169 и мостовым гидроксидом. Zn2 имеет пять лигандов, в том числе ASP191, HIS235, HIS109, ASP108 и мостовой гидроксид -ион. Ионы металлов помогают поляризовать лактоновую связь, увеличивая электрофильность карбонильного углерода лактонового кольца. Исследования изотопной маркировки показали, что отверстие кольца происходит посредством реакции элиминации добавления с добавлением воды, показанной ниже. [ 15 ]

Биологическая функция

[ редактировать ]

Лактоназы способны вмешиваться в AHL-опосредованное зондирование кворума. Некоторые примеры этих лактоназ - AIIA , продуцируемая видами Bacillus , Attm и AIIB, продуцируемыми Agrobacterium tumefaciens , и QICA, продуцируемые видами Hyphomicrobiales . [ 16 ]

Сообщалось о лактоназах для Bacillus, Agrobacterium, Rhodococcus, Streptomyces, Arthrobacter, Pseudomonas и Klebsiella . [ 17 ] Группа Bacillus cereus (состоящая из B. cereus, B. thuringiensis, B. mycoides и B. anthracis ), было обнаружено, что содержит девять генов, гомологичных геном AIIA, которые кодируют иманиваторские ферменты, с каталитическим цинковым мотивом, сохраненным во всех случаях. [ 18 ]

В Phytopathogen A. tumefaciens AIIB Lactonase действует как тонкий модулятор, который по существу задерживает высвобождение лактона OC8-HSL и результирующее количество опухолей, полученных патогеном. Attm Lactonase опосредует деградацию лактона OC8-HSL в раненых тканях растений. [ 19 ]

Первичная активность ферментов антиатеросклеротической параоксоназы ( PON) является как лактоназа. [ 20 ] Окисленные полиненасыщенные жирные кислоты (особенно в окисленном липопротеине с низкой плотностью ) образуют лактоноподобные структуры, которые являются субстратами PON. [ 20 ]

Экология

[ редактировать ]

До сих пор неясно, что экологические эффекты лактоназы, но было предложено, что, поскольку бактерии в основном сосуществуют с другими микроорганизмами в окружающей среде, некоторые штаммы бактерий могли развивать свои стратегии кормления и использовать AHL в качестве основного ресурса для энергии и азота. [ 21 ]

Приложения

[ редактировать ]

Понимание механизмов и целей активности лактоназы может привести к потенциальной прикладной роли для этих лактоназ для контроля бактериальных инфекций, ингибируя активность, чувствительную к кворуму, и оказывает глубокое влияние на здоровье человека и окружающую среду. Однако как в химическом, так и в ферментативном лактонолизе реакция является обратимой, что усложняет прямое терапевтическое применение лактоназ. [ 22 ]

Pseudomonas aeruginosa , является бактериями, продуцирующими AHL, оппортунистический патоген, который заражает иммунопрессованных пациентов. [ 23 ] и обнаруживается при легких инфекциях пациентов с муковисцидозом. P. aeruginosa зависит от чувствительности кворума посредством производства лактонов N- Бутаноил -л- гомосерин (C4-HSL) и N- (3-оксододеканоил) -L-HSL (3-Oxo-C12-HSL) для регулирования роя, токсина и Производство протеазы и правильная формация биопленки. Отсутствие одного или нескольких компонентов системы чувствительности кворума приводит к значительному снижению вирулентности патогена. [ 24 ]

Эрвиния Каротовора - это растительный патоген, который вызывает мягкую гниль в ряде культур, таких как картофель и морковь [ 25 ] Используя n-гексаноил-L-HSL (C6-HSL) зондирование кворума, чтобы уклониться от защитных систем завода и координировать его производство пектат-лиазы во время процесса инфекции. [ 26 ]

Было показано, что растения, экспрессирующие ахла-лактоназы, демонстрируют повышенную устойчивость к инфекции от патогена Эрвиния Каротовора. Экспрессия генов вирулентности в E. carotovora регулируется N -(3 -оксогексаноил) -L -гомосерин лактон (OHL). Предположительно, OHL-гидролиз посредством лактоназы снижал уровни OHL, ингибируя системы чувствительности кворума, стимулирующие экспрессию гена вирулентности. [ 18 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Fuqua, C.; Winans, SC; Гринберг, EP (1996). «Перепись и консенсус в бактериальных экосистемах: семейство регуляторов транскрипции Luxr-Luxi». Анну. Rev. Microbiol . 50 : 727–751. doi : 10.1146/annurev.micro.50.1.727 . PMID   8905097 .
  2. ^ Томас П.В., Стоун Э.М., Костелло А.Л., Тирни Д.Л., Фаст В (май 2005). «Лактоназа, привлекающая кворум от Bacillus thuringiensis, представляет собой металлопротеин». Биохимия . 44 (20): 7559–69. doi : 10.1021/bi050050m . PMID   15895999 .
  3. ^ Dong YH, Gusti AR, Zhang Q, Xu JL, Zhang LH (апрель 2002 г.). «Идентификация кворум, увлекающихся n -ацил гомосерин, лактоназы из видов Bacillus » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (4): 1754–9. doi : 10.1128/aem.68.4.1754-1759.2002 . PMC   123891 . PMID   11916693 .
  4. ^ Ван Л.Х., Венг Л.Х., Донг Й.Х., Чжан Л.Х. (апрель 2004 г.). «Специфичность и кинетика фермента n -ацил гомосеринной лактоназы n-ацила лактоназы (ахл-лактоназа)» . Журнал биологической химии . 279 (14): 13645–51. doi : 10.1074/jbc.m311194200 . PMID   14734559 .
  5. ^ Dong YH, Xu JL, Li XZ, Zhang LH (март 2000 г.). «AIIA, фермент, который инактивирует сигнал, чувствительный к кворуму, и ослабевает ацилгомосериновый лактон-кворум и ослабляет вирулентность эрвинии каротоворы » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (7): 3526–31. doi : 10.1073/pnas.060023897 . PMC   16273 . PMID   10716724 .
  6. ^ Dong YH, Wang LH, Xu JL, Zhang HB, Zhang XF, Zhang LH (июнь 2001 г.). «Угашение, зависящая от кворума бактериальной инфекции N -ацильной гомосеринной лактоназой». Природа . 411 (6839): 813–7. doi : 10.1038/35081101 . PMID   11459062 . S2CID   4324448 .
  7. ^ Ли С.Дж., Парк Си, Ли Дж.Дж., Юм Да, Ку Б.Т., Ли Дж.К. (август 2002 г.). «Гены, кодирующие n -ацил гомосеринговый лактон -фермент, широко распространены во многих подвидах Bacillus thuringiensis » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (8): 3919–24. doi : 10.1128/aem.68.8.3919-3924.2002 . PMC   124016 . PMID   12147491 .
  8. ^ Park SY, Lee SJ, OH TK, OH JW, Koo BT, Yum DY, Lee JK (июнь 2003 г.). «Ахлд, n -ацилгомосериновая лактоназа в артробактере и прогнозировал гомологи у других бактерий» . Микробиология . 149 (Pt 6): 1541–50. doi : 10.1099/mic.0.26269-0 . PMID   12777494 .
  9. ^ Ульрих Р.Л. (октябрь 2004 г.). «Утоление кворума: ферментативное нарушение n -ацилхосериновой лактон -опосредованной бактериальной связи в Burkholderia thailandensis » . Прикладная и экологическая микробиология . 70 (10): 6173–80. doi : 10.1128/aem.70.10.6173-6180.2004 . PMC   522112 . PMID   15466564 .
  10. ^ Ким М.Х., Чой В.К., Кан Хо, Ли Дж.С., Кан Б.С., Ким К.Дж., Деревенда З.С., О Т.К., Ли Ч., Ли Дж.К. (декабрь 2005 г.). «Молекулярная структура и каталитический механизм кворумной n - ацил-L-гомосериновой гидролазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (49): 17606–11. doi : 10.1073/pnas.0504996102 . PMC   1295591 . PMID   16314577 .
  11. ^ Liu D, Lepore BW, Petsko GA, Thomas PW, Stone EM, Fast W, Ringe D (август 2005 г.). «Трехмерная структура увлекательной кворум n -ацил гомосеринной лактон гидролазы из Bacillus thuringiensis » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (33): 11882–7. doi : 10.1073/pnas.0505255102 . PMC   1187999 . PMID   16087890 .
  12. ^ Ян Ф., Ван Л.Х., Ван Дж., Донг Й.Х., Ху Джи, Чжан Л.Х. (июль 2005 г.). «Активность ферментов, гасящая фермент, широко сохраняется в сыворотках видов млекопитающих» . Письма Febs . 579 (17): 3713–7. doi : 10.1016/j.febslet.2005.05.060 . PMID   15963993 .
  13. ^ Dong, Y.; Wang, L.; Сюй, Дж.; Zhang, H.; Zhang, x.; Чжан Л. (2001). «Зависимая от кворума, зависимая от бактериальной инфекции N- ацил гомосеринной лактоназой». Природа . 411 (6839): 813–817. Bibcode : 2001natur.411..813d . doi : 10.1038/35081101 . PMID   11459062 . S2CID   4324448 .
  14. ^ Томас PW; Стоун Эм; Костелло Ал; Tierney DL; Fast W. (2005). «Лактоназа, привлекающая кворум от Bacillus thuringiensis, представляет собой металлопротеин». Биохимия . 44 (20): 7559–7569. doi : 10.1021/bi050050m . PMID   15895999 .
  15. ^ MOMB J.; Ван С.; Лю д.; Томас PW; Petsko GA; Guo H.; Ринг D; Fast W. (2008). «Механизм щедрости кворума Lactonae (AIIA) из Bacillus thuringiensis . 2. Моделирование субстрата и мутации активного сайта» . Биохимия . 47 (29): 7715–7725. doi : 10.1021/bi8003704 . PMC   2646874 . PMID   18627130 .
  16. ^ Riaz K.; Элмерих, C.; Морейра, Д.; Raffoux A.; Dessaux y.; Faure D. (2008). «Метагеномный анализ почвенных бактерий расширяет разнообразие лактоназ, привлекающих кворум». Экологическая микробиология . 10 (3): 560–570. doi : 10.1111/j.1462-2920.2007.01475.x . PMID   18201196 .
  17. ^ Schipper C.; HORNUNG C.; Bijtenhoorn P.; Quitschau M.; Grond S.; Streit WR (2009). «Клоны, полученные из метагенома, кодирующие два новых белка семейства лактоназы, участвующие в ингибировании биопленки в Pseudomonas aeruginosa » . Прикладная и экологическая микробиология . 75 (1): 224–233. doi : 10.1128/aem.01389-08 . PMC   2612230 . PMID   18997026 .
  18. ^ Jump up to: а беременный Dong YH; Gusti Ar; Чжан Q.; Xu JL; Чжан, Л.Х. (2002). «Идентификация кворум, увлекающихся n -ацил гомосерин, лактоназы из видов Bacillus » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (4): 1754–1759. doi : 10.1128/aem.68.4.1754-1759.2002 . PMC   123891 . PMID   11916693 .
  19. ^ Haudecoeur E.; Tannieres M.; Cirou A.; Раффоу а; Dessaux y.; Faure D. (2009). «Различная регуляция и роли лактоназ AIIB и ATTM в Agrobacterium tumefaciens C58». Молекулярные взаимодействия растений-микробов . 22 (5): 529–537. doi : 10.1094/mpmi-22-5-0529 . PMID   19348571 .
  20. ^ Jump up to: а беременный Чистиаков Д.А., Мельниченко А.А., Орехов А.Н., Бобришев Ю.В. (2017). «Параоксоназа и атеросклероз сердечно-сосудистых заболеваний». Биохими . 132 : 19–27. Doi : 10.1016/j.biochi.2016.10.010 . PMID   27771368 .
  21. ^ Hedbetter, Jrg; Гринберг, EP (2000). «Метаболизм ацил-гомосеринового лактонового кворума сигналов с помощью парадокса вариоворакса » . J. Bacteriol . 182 (24): 6921–6926. doi : 10.1128/jb.182.24.6921-6926.2000 . PMC   94816 . PMID   11092851 .
  22. ^ Расмуссен Т.Б.; ГИВСКОВ М. (2006). «Ингибиторы чувства кворума как антипатогенные препараты». Международный журнал медицинской микробиологии . 296 (2–3): 149–161. doi : 10.1016/j.ijmm.2006.02.005 . PMID   16503194 .
  23. ^ Уайтхед, на; Барнард Амл; Слейтер Х.; Симпсон, NJL; Салмонд, GPC (2001). «Ощущение кворума в грамотрицательных бактериях» . FEMS Microbiol. Преподобный 25 (4): 365–404. doi : 10.1111/j.1574-6976.2001.tb00583.x . PMID   11524130 . Полем
  24. ^ Смит Р.С.; Иглевский Б.Х. (2003). « P. aeruginosa sensy-sensing systems and virulence». Текущее мнение о микробиологии . 6 (1): 56–60. doi : 10.1016/s1369-5274 (03) 00008-0 . PMID   12615220 .
  25. ^ Pirhonen, M.; Flegom, D.; Heikinheimo, R.; Palva, ET (1993). «Небольшая диффундировая молекула сигнала отвечает за глобальный контроль вирулентности и выработки экзоензима в растительном патогене Erwinia carotovora » . Embo j . 12 (6): 2467–2476. doi : 10.1002/j.1460-2075.1993.tb05901.x . PMC   413482 . PMID   8508772 .
  26. ^ Фон Бодман SB; Бауэр WD; Коплин Д.Л. (2003). «Оснащение кворума у ​​растительных патогенных бактерий» . Ежегодный обзор фитопатологии . 41 : 455–482. doi : 10.1146/annurev.phyto.41.052002.095652 . PMID   12730390 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 14e813f8eaa0b1a8534f7e73c37a7bb2__1699447500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/14/b2/14e813f8eaa0b1a8534f7e73c37a7bb2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lactonase - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)