Jump to content

лактоназа

ацил-L-гомосерин-лактон лактоногидролаза
Идентификаторы
Номер ЕС. 3.1.1.81
Номер CAS. 389867-43-0
Базы данных
ИнтЭнк вид IntEnz
БРЕНДА БРЕНДА запись
Экспаси Просмотр NiceZyme
КЕГГ КЕГГ запись
МетаЦик метаболический путь
ПРЯМОЙ профиль
PDB Структуры RCSB PDB PDBe PDBsum
Поиск
PMCarticles
PubMedarticles
NCBIproteins
Общая химическая структура N -ацил-гомосерин-лактона

Лактоназа (EC 3.1.1.81, ацил-гомосерин-лактоназа ; систематическое название N -ацил- L -гомосерин-лактонлактоногидролаза ) представляет собой металлофермент , продуцируемый некоторыми видами бактерий, который нацеливается и инактивирует ацилированные гомосеринлактоны (АГЛ). Он катализирует реакцию

N - ацил -L -гомосеринлактон + H 2 O N - ацил- L -гомосерин

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

Другие названия этих типов ферментов: -ацил-гомосерин-лактоназа, подавляющая кворум, N фермент, расщепляющий ацил-гомосерин, ацил-гомосерин-лактон-ацилаза, лактоназа AHL, фермент, расщепляющий AHL, фермент, инактивирующий AHL, AHLase, AhlD, AhlK, AiiA, AiiA лактоназа, AiiA-подобный белок, AiiB, AiiC, AttM, делактоназа, лактоназоподобный фермент, N -ацил-гомосерин-лактоназа, , N-ацил-гомосерин-лактон-гидролаза - N-ацил-гомосерин-лактон-лактоназа, N ацил- L , тушащий кворум -гомосерин-лактон-гидролаза, лактоназа, тушащая кворум, N -ацил-гомосерин лактонгидролаза . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

Ферментативный механизм

[ редактировать ]

Лактоназа гидролизует сложноэфирную связь гомосеринлактонного кольца ацилированных гомосеринлактонов. При гидролизе лактонной связи лактоназа предотвращает связывание этих сигнальных молекул с их целевыми регуляторами транскрипции, тем самым ингибируя чувство кворума . [ 13 ]

Структура фермента

[ редактировать ]

Двуядерный сайт связывания цинка консервативен во всех известных лактоназах и необходим для активности ферментов и сворачивания белков. [ 14 ]

Zn1 тетракоординирован His104, His106, His169 и мостиковым гидроксид-ионом. Zn2 имеет пять лигандов, включая Asp191, His235, His109, Asp108 и мостиковый гидроксид-ион. Ионы металлов способствуют поляризации лактонной связи, увеличивая электрофильность карбонильного углерода лактонного кольца. Исследования по мечению изотопов показали, что раскрытие кольца происходит в результате реакции присоединения и отщепления с добавлением воды, показанной ниже. [ 15 ]

Биологическая функция

[ редактировать ]

Лактоназы способны мешать опосредованному АГЛ ощущению кворума. Некоторыми примерами этих лактоназ являются AiiA, продуцируемые видами Bacillus , AttM и AiiB, продуцируемые Agrobacterium tumefaciens , и QIcA, продуцируемые видами Hyphomicrobiales . [ 16 ]

Сообщалось о лактоназах для Bacillus, Agrobacterium, Rhodococcus, Streptomyces, Arthrobacter, Pseudomonas и Klebsiella . [ 17 ] Было обнаружено, что группа Bacillus cereus (состоящая из B. cereus, B. thuringiensis, B. mycoides и B. anthracis ) содержит девять генов, гомологичных гену AiiA, который кодирует ферменты, инактивирующие AHL, с консервативным каталитическим цинксвязывающим мотивом. во всех случаях. [ 18 ]

У фитопатогена A. tumefaciens лактоназа AiiB действует как тонкий модулятор, который существенно задерживает высвобождение лактона OC8-HSL и, как следствие, количество опухолей, продуцируемых патогеном. Лактоназа AttM опосредует деградацию лактона OC8-HSL в поврежденных тканях растений. [ 19 ]

Основная активность ферментов антиатеросклеротической параоксоназы (ПОН) - лактоназа. [ 20 ] Окисленные полиненасыщенные жирные кислоты (особенно в окисленных липопротеинах низкой плотности ) образуют лактоноподобные структуры, которые являются субстратами PON. [ 20 ]

Экология

[ редактировать ]

Экологические эффекты лактоназы до сих пор неясны, но было высказано предположение, что, поскольку бактерии в основном сосуществуют с другими микроорганизмами в окружающей среде, некоторые штаммы бактерий могли выработать свои стратегии питания и использовать АГЛ в качестве основного источника энергии и азота. [ 21 ]

Приложения

[ редактировать ]

Понимание механизмов и целей активности лактоназ может привести к потенциальной прикладной роли этих лактоназ в борьбе с бактериальными инфекциями путем ингибирования активности кворума и оказания глубокого воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Однако как при химическом, так и при ферментативном лактонолизе реакция обратима, что затрудняет прямое терапевтическое применение лактоназ. [ 22 ]

Pseudomonas aeruginosa — бактерия, продуцирующая АГЛ, условно-патогенный микроорганизм, поражающий пациентов с ослабленным иммунитетом. [ 23 ] и обнаруживается при инфекциях легких у пациентов с муковисцидозом. P. aeruginosa полагается на чувство кворума посредством продукции лактонов N -бутаноил- L -гомосерина (C4-HSL) и N- (3-оксододеканоил)-1-HSL (3-оксо-C12-HSL) для регулирования роения, токсинов и выработка протеазы и правильное образование биопленок. Отсутствие одного или нескольких компонентов системы кворума приводит к значительному снижению вирулентности возбудителя. [ 24 ]

Erwinia carotovora — патоген растений, вызывающий мягкую гниль у ряда культур, таких как картофель и морковь. [ 25 ] с помощью определения кворума N-гексаноил-1-HSL (C6-HSL), чтобы обойти защитные системы растения и координировать выработку им пектатлиазы во время процесса заражения. [ 26 ]

Показано, что растения, экспрессирующие AHL-лактоназу, демонстрируют повышенную устойчивость к инфекции, вызываемой возбудителем Erwinia carotovora. Экспрессия генов вирулентности у E. Carotovora регулируется N- (3-оксогексаноил) -L- гомосерин-лактоном (OHHL). Предположительно, гидролиз OHHL с помощью лактоназы снижал уровни OHHL, ингибируя системы кворума, управляющие экспрессией генов вирулентности. [ 18 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Фукуа, К.; Винанс, Южная Каролина; Гринберг, EP (1996). «Перепись и консенсус в бактериальных экосистемах: семейство регуляторов транскрипции LuxR-LuxI, чувствительных к кворуму». Анну. Преподобный Микробиол . 50 : 727–751. дои : 10.1146/аннурев.микро.50.1.727 . ПМИД   8905097 .
  2. ^ Томас П.В., Стоун Э.М., Костелло А.Л., Тирни Д.Л., Фаст В. (май 2005 г.). «Лактоназа, подавляющая кворум, из Bacillus thuringiensis представляет собой металлопротеин». Биохимия . 44 (20): 7559–69. дои : 10.1021/bi050050m . ПМИД   15895999 .
  3. ^ Донг Ю.Х., Густи А.Р., Чжан Ц, Сюй Дж.Л., Чжан Л.Х. (апрель 2002 г.). -ацил-гомосерин-лактоназ, тушащих кворум, «Идентификация N из Bacillus видов » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (4): 1754–9. дои : 10.1128/АЕМ.68.4.1754-1759.2002 . ПМЦ   123891 . ПМИД   11916693 .
  4. ^ Ван Л.Х., Венг Л.Х., Донг Ю.Х., Чжан Л.Х. (апрель 2004 г.). «Специфичность и кинетика фермента тушащей кворум N -ацил-гомосерин-лактон-лактоназы (AHL-лактоназа)» . Журнал биологической химии . 279 (14): 13645–51. дои : 10.1074/jbc.M311194200 . ПМИД   14734559 .
  5. ^ Донг Ю.Х., Сюй Дж.Л., Ли XZ, Чжан Л.Х. (март 2000 г.). «AiiA, фермент, который инактивирует сигнал восприятия кворума ацилгомосерин-лактона и ослабляет вирулентность Erwinia carotovora » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (7): 3526–31. дои : 10.1073/pnas.060023897 . ПМК   16273 . ПМИД   10716724 .
  6. ^ Донг Ю.Х., Ван Л.Х., Сюй Дж.Л., Чжан Х.Б., Чжан С.Ф., Чжан Л.Х. (июнь 2001 г.). «Тушение бактериальной инфекции, зависимой от чувства кворума, с помощью N -ацил-гомосерин-лактоназы». Природа . 411 (6839): 813–7. дои : 10.1038/35081101 . ПМИД   11459062 . S2CID   4324448 .
  7. ^ Ли С.Дж., Пак С.И., Ли Джей.Дж., Юм Д.И., Ку Б.Т., Ли Дж.К. (август 2002 г.). «Гены, кодирующие фермент, расщепляющий N -ацил-гомосерин-лактон, широко распространены у многих подвидов Bacillus thuringiensis » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (8): 3919–24. doi : 10.1128/aem.68.8.3919-3924.2002 . ПМК   124016 . ПМИД   12147491 .
  8. ^ Пак С.Ю., Ли С.Дж., О ТК, О Дж.В., Ку Б.Т., Юм Д.И., Ли Дж.К. (июнь 2003 г.). «AhlD, N -ацилгомосерин лактоназа в Arthrobacter sp., и предсказанные гомологи в других бактериях» . Микробиология . 149 (Часть 6): 1541–50. дои : 10.1099/mic.0.26269-0 . ПМИД   12777494 .
  9. ^ Ульрих Р.Л. (октябрь 2004 г.). «Тушение кворума: ферментативное нарушение бактериальной коммуникации, опосредованной N -ацилгомосерин-лактоном, в Burkholderia thailandensis » . Прикладная и экологическая микробиология . 70 (10): 6173–80. дои : 10.1128/АЕМ.70.10.6173-6180.2004 . ПМК   522112 . ПМИД   15466564 .
  10. ^ Ким М.Х., Чой В.К., Кан Хо, Ли Дж.С., Кан Б.С., Ким К.Дж., Деревенда З.С., О ТК, Ли Ч., Ли Дж.К. (декабрь 2005 г.). «Молекулярная структура и каталитический механизм тушения кворума N -ацил-L-гомосерин лактонгидролазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (49): 17606–11. дои : 10.1073/pnas.0504996102 . ПМЦ   1295591 . ПМИД   16314577 .
  11. ^ Лю Д., Лепор Б.В., Пецко Г.А., Томас П.В., Стоун Э.М., Фаст В., Ринге Д. (август 2005 г.). «Трехмерная структура тушащей кворум N -ацил-гомосеринлактонгидролазы из Bacillus thuringiensis » . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (33): 11882–7. дои : 10.1073/pnas.0505255102 . ПМК   1187999 . ПМИД   16087890 .
  12. ^ Ян Ф., Ван Л.Х., Ван Дж., Донг Ю.Х., Ху Цзюй, Чжан Л.Х. (июль 2005 г.). «Активность фермента тушения кворума широко сохраняется в сыворотке млекопитающих» . Письма ФЭБС . 579 (17): 3713–7. doi : 10.1016/j.febslet.2005.05.060 . ПМИД   15963993 .
  13. ^ Донг, Ю.; Ван, Л.; Сюй, Дж.; Чжан, Х.; Чжан, X.; Чжан, Л. (2001). «Подавление бактериальной инфекции, зависимой от ощущения кворума, с помощью N -ацил-гомосерин-лактоназы». Природа . 411 (6839): 813–817. Бибкод : 2001Natur.411..813D . дои : 10.1038/35081101 . ПМИД   11459062 . S2CID   4324448 .
  14. ^ Томас П.В.; Камень ЭМ; Костелло А.Л.; Тирни Д.Л.; Фаст В. (2005). «Лактоназа, подавляющая кворум, из Bacillus thuringiensis представляет собой металлопротеин». Биохимия . 44 (20): 7559–7569. дои : 10.1021/bi050050m . ПМИД   15895999 .
  15. ^ Момб Дж.; Ван С.; Лю Д.; Томас П.В.; Пецко Г.А.; Го Х.; Ринге Д; Фаст В. (2008). «Механизм лактонов гашения кворума (AiiA) из Bacillus thuringiensis . 2. Моделирование субстрата и мутации активного сайта» . Биохимия . 47 (29): 7715–7725. дои : 10.1021/bi8003704 . ПМЦ   2646874 . ПМИД   18627130 .
  16. ^ Риаз К.; Элмерих, К.; Морейра, Д.; Раффу А.; Дессо Ю.; Фор Д. (2008). «Метагеномный анализ почвенных бактерий расширяет разнообразие лактоназ, подавляющих кворум». Экологическая микробиология . 10 (3): 560–570. дои : 10.1111/j.1462-2920.2007.01475.x . ПМИД   18201196 .
  17. ^ Шиппер К.; Хорнунг К.; Байтенхорн П.; Квичау М.; Гронд С.; Стрейт В.Р. (2009). «Клоны, полученные из метагенома, кодирующие два новых белка семейства лактоназ, участвующих в ингибировании биопленок у Pseudomonas aeruginosa » . Прикладная и экологическая микробиология . 75 (1): 224–233. дои : 10.1128/aem.01389-08 . ПМК   2612230 . ПМИД   18997026 .
  18. ^ Jump up to: а б Донг Ю.Х.; Густи А.Р.; Чжан Ц.; Сюй Дж.Л.; Чжан, Л.Х. (2002). -ацил-гомосерин-лактоназ, тушащих кворум, «Идентификация N из Bacillus видов » . Прикладная и экологическая микробиология . 68 (4): 1754–1759. дои : 10.1128/АЕМ.68.4.1754-1759.2002 . ПМЦ   123891 . ПМИД   11916693 .
  19. ^ Одекер Э.; Таньер М.; Сиру А.; Раффу А; Дессо Ю.; Фор Д. (2009). «Различная регуляция и роль лактоназ AiiB и AttM в Agrobacterium tumefaciens C58». Молекулярные растительно-микробные взаимодействия . 22 (5): 529–537. дои : 10.1094/MPMI-22-5-0529 . ПМИД   19348571 .
  20. ^ Jump up to: а б Чистяков Д.А., Мельниченко А.А., Орехов А.Н., Бобрышев Ю.В. (2017). «Параоксоназа и сердечно-сосудистые заболевания, связанные с атеросклерозом». Биохимия . 132 : 19–27. дои : 10.1016/j.biochi.2016.10.010 . ПМИД   27771368 .
  21. ^ Ледбеттер, JRG; Гринберг, EP (2000). «Метаболизм сигналов, чувствительных к кворуму ацил-гомосерин-лактона, Variovorax paradoxus » . Дж. Бактериол . 182 (24): 6921–6926. дои : 10.1128/JB.182.24.6921-6926.2000 . ПМК   94816 . ПМИД   11092851 .
  22. ^ Расмуссен ТБ; Гивсков М. (2006). «Ингибиторы кворума как антипатогенные препараты». Международный журнал медицинской микробиологии . 296 (2–3): 149–161. дои : 10.1016/j.ijmm.2006.02.005 . ПМИД   16503194 .
  23. ^ Уайтхед, Северная Каролина; Барнард ОМЛ; Слейтер Х.; Симпсон, Нью-Джерси; Салмонд, GPC (2001). «Кворум-чувство у грамотрицательных бактерий» . ФЭМС Микробиол. Преподобный . 25 (4): 365–404. дои : 10.1111/j.1574-6976.2001.tb00583.x . ПМИД   11524130 . .
  24. ^ Смит Р.С.; Иглевски Б.Х. (2003). « P. aeruginosa Системы кворума и вирулентность». Современное мнение в микробиологии . 6 (1): 56–60. дои : 10.1016/S1369-5274(03)00008-0 . ПМИД   12615220 .
  25. ^ Пирхонен, М.; Флегом, Д.; Хейкинхаймо, Р.; Палва, ET (1993). «Небольшая диффундирующая сигнальная молекула отвечает за глобальный контроль вирулентности и выработку экзоферментов у растительного патогена Erwinia carotovora » . ЭМБО Дж . 12 (6): 2467–2476. дои : 10.1002/j.1460-2075.1993.tb05901.x . ПМК   413482 . ПМИД   8508772 .
  26. ^ Фон Бодман С.Б.; Бауэр В.Д.; Коплин Д.Л. (2003). «Кворум-чувство у фитопатогенных бактерий» . Ежегодный обзор фитопатологии . 41 : 455–482. doi : 10.1146/annurev.phyto.41.052002.095652 . ПМИД   12730390 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 63d8eb16c5901c8fc03b3d6fcf53226c__1699447500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/63/6c/63d8eb16c5901c8fc03b3d6fcf53226c.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.)