Jump to content

Сортировка

Сортовая семья
Родственная пилусу сортаза C стрептококка группы B. Запись PDB 3O0P [ 1 ]
Идентификаторы
Символ Сортировка
Пфам PF04203
ИнтерПро ИПР005754
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 1ija / SCOPe / СУПФАМ
Суперсемейство OPM 294
белок OPM 1рз2
CDD cd00004
Доступные белковые структуры:
Pfam  structures / ECOD  
PDBRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsumstructure summary

Сортаза относится к группе прокариотических ферментов на карбоксильном конце , которые модифицируют поверхностные белки путем распознавания и расщепления сигнала сортировки . Для большинства субстратов ферментов сортазы сигнал узнавания состоит из мотива LPXTG (Leu-Pro-any-Thr-Gly), затем высокогидрофобной трансмембранной последовательности , за которой следует кластер основных остатков, таких как аргинин . Расщепление происходит между Thr и Gly с временным присоединением через остаток Thr к остатку Cys в активном центре с последующей транспептидацией, которая ковалентно прикрепляет белок к компонентам клеточной стенки. Сортазы встречаются почти у всех грамположительных бактерий и иногда у грамотрицательных бактерий (например, Shewanella putrefaciens ) или архей (например, Methanobacterium thermoautotropicum ), у которых не сообщалось о декорировании клеточной стенки, опосредованном LPXTG. [ 2 ] [ 3 ] Хотя сортаза А, сортаза «домашнего хозяйства», обычно действует на многие белковые мишени, другие формы сортазы распознают варианты форм мотива расщепления или катализируют сборку пилинов в пили . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Сортаза Staphylococcus aureus представляет собой транспептидазу, которая прикрепляет поверхностные белки к клеточной стенке; он расщепляет Gly и Thr мотива LPXTG и катализирует образование амидной связи между карбоксильной группой треонина и аминогруппой пептидогликана клеточной стенки. [ 7 ] [ 8 ]

Биологическая роль

[ редактировать ]

Белки-субстраты, прикрепленные к клеточным стенкам с помощью сортаз, включают ферменты, пилины и гликопротеины большой поверхности, опосредующие адгезию. Эти белки часто играют важную роль в вирулентности, инфекции и колонизации патогенами.

Поверхностные белки не только способствуют взаимодействию между вторгшимся патогеном и тканями животного, но также обеспечивают изобретательные стратегии ухода бактерий от иммунного ответа хозяина. В случае белка А S. aureus иммуноглобулины захватываются на микробной поверхности и маскируют бактерии во время инвазии в ткани хозяина. Мутанты S. aureus, лишенные гена srtA, не способны закрепляться и отображать некоторые поверхностные белки, а также теряют способность вызывать инфекции у животных. Сортаза действует на поверхностные белки, которые инициируют путь секреции (Sec), и их сигнальный пептид удаляется сигнальной пептидазой. Геном S. aureus кодирует два набора генов сортазы и секреции. Вполне возможно, что у S. aureus развилось более одного пути транспорта 20 поверхностных белков к оболочке клеточной стенки.

Обратите внимание, что экзосортаза и археосортаза функционально аналогичны, но никоим образом не гомологичны сортазе. [ 9 ]

Фармацевтическое применение

[ редактировать ]

В качестве мишени для антибиотиков

[ редактировать ]

Считается, что сортазы могут стать хорошей мишенью для новых антибиотиков. [ 10 ] поскольку они являются важными белками для патогенных бактерий, и по крайней мере одна компания отметила некоторый ограниченный коммерческий интерес. [ 11 ]

Конъюгаты антитело-лекарственное средство

[ редактировать ]

Конъюгаты антитело-лекарственное средство (ADC) состоят из антитела, связанного с лекарственным средством. Сортазу можно использовать как метод связывания этих двух молекул. Благодаря сайт-специфическому лигированию сортазы, она перспективна для использования в качестве метода создания ADC. Сортаза представляет собой потенциальное решение проблемы создания гомогенных ADC, в которых лекарство прикрепляется к одному конкретному сайту. [ 12 ]

Исследование показало, что ADC, полученные из сортазы, могут эффективно убивать опухоли как in vitro, так и in vivo. [ 13 ] Использование сортазы для производства АЦП может упростить производство и сократить количество материалов, необходимых для этого процесса.

Проблема с использованием сортазы для получения ADC заключается в плохой кинетике реакции природного фермента. Использование ПЦР, подверженной ошибкам, для создания мутантов SrtA, наиболее часто используемого варианта природной сортазы, позволило создать более эффективные варианты сортазы. [ 14 ]

Структура

[ редактировать ]

Эта группа цистеиновых пептидаз принадлежит семейству пептидаз MEROPS C60 (клан C-) и включает представителей нескольких подсемейств сортаз.

Другое подсемейство сортаз (C60B в MEROPS) содержит белки бактериальной сортазы B, длина которых составляет примерно 200 остатков. [ 15 ]

Расщепляющая и лигирующая функция фермента сортазы зависит от структуры сайта связывания фермента и наличия правильного сайта связывания на целевом белке. [ 16 ] Требование мотива связывания ограничивает универсальность фермента сортазы и требует добавления короткой белковой метки в тех случаях, когда желаемый белок не содержит необходимого сайта связывания.

Структурные варианты

[ редактировать ]

Наиболее широко используемой сортазой в биологических и медицинских целях является фермент SrtA, обнаруженный в бактериях золотистого стафилококка , который распознает мотив связывания LPXTG. Различные ферменты сортазы, обнаруженные в стафилококке и других бактериях, имеют другие последовательности узнавания. Например, SrtB распознает связывающую последовательность NPQTN. [ 16 ] Эти другие варианты сортазы обладают разными свойствами, включая разные мотивы связывания и эффективность реакции.

Для более широкого применения фермента сортазы были разработаны новые варианты фермента, обладающие желаемыми свойствами. Варианты SrtA, которые демонстрируют сходную с диким типом кинетику и каталитическую эффективность, были созданы с помощью направленной эволюции . [ 17 ] Этот процесс вызывает мутации в природном ферменте и отбирает мутации, которые приводят к желаемым свойствам. Были разработаны варианты SrtA с различными мотивами связывания (LPXSG и LAXTG). [ 17 ] Другой вариант сортазы, eSrtA, был специально разработан для улучшения кинетики , в то время как другие варианты были разработаны для работы в отсутствие кальция. [ 16 ]

Использование в структурной биологии

[ редактировать ]

Транспептидазная активность сортазы используется структурными биологами для производства слитых белков in vitro. Мотив узнавания (LPXTG) добавляется к С-концу интересующего белка, тогда как олигоглициновый мотив добавляется к N-концу второго белка, подлежащего лигированию. При добавлении сортазы к белковой смеси два пептида ковалентно связываются через нативную пептидную связь. Эта реакция используется спектроскопистами ЯМР для получения невидимых ЯМР меток растворимости. [ 18 ] и рентгеновскими кристаллографами для содействия образованию комплексов. [ 19 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Коцци Р., Малито Э., Нуччителли А., Д'Онофрио М., Мартинелли М., Ферленги И., Гранди Дж., Телфорд Дж.Л., Майоне Д., Ринаудо CD (июнь 2011 г.). «Структурный анализ и сайт-направленный мутагенез определенных ключевых остатков и мотивов сортазы C1, связанной с пилусами, в стрептококке группы B» . Журнал ФАСЭБ . 25 (6): 1874–86. дои : 10.1096/fj.10-174797 . hdl : 11562/349253 . ПМИД   21357525 . S2CID   28182632 .
  2. ^ Мазманян С.К., Тон-Тат Х, Шнеевинд О (июнь 2001 г.). «Катализируемое сортазой прикрепление поверхностных белков к клеточной стенке Staphylococcus aureus». Молекулярная микробиология . 40 (5): 1049–57. CiteSeerX   10.1.1.513.4509 . дои : 10.1046/j.1365-2958.2001.02411.x . ПМИД   11401711 . S2CID   34467346 .
  3. ^ Паллен М.Дж., Чаудхури Р.Р., Хендерсон И.Р. (октябрь 2003 г.). «Геномный анализ систем секреции». Современное мнение в микробиологии . 6 (5): 519–27. дои : 10.1016/j.mib.2003.09.005 . ПМИД   14572546 .
  4. ^ О С.Ю., Будзик Дж.М., Шнеевинд О. (сентябрь 2008 г.). «Сортасы делают пили из трёх ингредиентов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (37): 13703–4. Бибкод : 2008PNAS..10513703O . дои : 10.1073/pnas.0807334105 . ПМК   2544515 . ПМИД   18784365 .
  5. ^ ЛеМье Дж., Вуди С., Камилли А. (сентябрь 2008 г.). «Роль сортаз Streptococcus pneumoniae в сборке пилуса RlrA» . Журнал бактериологии . 190 (17): 6002–13. дои : 10.1128/JB.00379-08 . ПМК   2519520 . ПМИД   18606733 .
  6. ^ Канг Х.Дж., Кулибали Ф., Профт Т., Бейкер Э.Н. (январь 2011 г.). Хофманн А (ред.). «Кристаллическая структура Spy0129, сортазы Streptococcus pyogenes класса B, участвующей в сборке ворсинок» . ПЛОС ОДИН . 6 (1): e15969. Бибкод : 2011PLoSO...615969K . дои : 10.1371/journal.pone.0015969 . ПМК   3019223 . ПМИД   21264317 .
  7. ^ Мазманян С.К., Лю Г, Тон-Тат Х, Шнеевинд О (июль 1999 г.). «Сортаза Staphylococcus aureus, фермент, который закрепляет поверхностные белки на клеточной стенке». Наука . 285 (5428): 760–3. дои : 10.1126/science.285.5428.760 . ПМИД   10427003 .
  8. ^ Коссар П., Жонкьер Р. (май 2000 г.). «Сортаза – универсальная мишень для терапевтических средств против грамположительных бактерий?» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (10): 5013–5. Бибкод : 2000PNAS...97.5013C . дои : 10.1073/pnas.97.10.5013 . ПМК   33977 . ПМИД   10805759 .
  9. ^ Хафт Д.Х., Пейн С.Х., Селенгут Дж.Д. (январь 2012 г.). «Археосортазы и экзосортазы представляют собой широко распространенные системы, связывающие мембранный транзит с посттрансляционной модификацией» . Журнал бактериологии . 194 (1): 36–48. дои : 10.1128/JB.06026-11 . ПМК   3256604 . ПМИД   22037399 .
  10. ^ Марессо А.В., Шнеевинд О. (март 2008 г.). «Сортаза как мишень противоинфекционной терапии». Фармакологические обзоры . 60 (1): 128–41. дои : 10.1124/пр.107.07110 . ПМИД   18321961 . S2CID   358030 .
  11. ^ SIGA Technologies (сентябрь 2006 г.). «Расписание 14А» . Комиссия по ценным бумагам и биржам США . Проверено 29 октября 2009 г.
  12. ^ Реми Гебле, Манфред Бриендл, Ульф Гравундер, Роджер Р. Бирли (4 июня 2019 г.). «Сортаза - ферментативно-опосредованная генерация сайт-специфически конъюгированных конъюгатов антитело-лекарственное средство». Методы ферментативного лигирования . Методы молекулярной биологии. Том. 2012. стр. 1–13. дои : 10.1007/978-1-4939-9546-2_1 . ISBN  978-1-4939-9545-5 . ПМИД   31161500 .
  13. ^ Берли Р.Р., Хелл Т., Меркель А.С., Гравундер Ю (1 июля 2015 г.). «Опосредованное ферментом сортазы получение сайт-специфически конъюгатных конъюгатов антитела с лекарственным средством с высокой эффективностью in vitro и in vivo» . ПЛОС ОДИН . 10 (7): e0131177. Бибкод : 2015PLoSO..1031177B . дои : 10.1371/journal.pone.0131177 . ПМЦ   4488448 . ПМИД   26132162 .
  14. ^ Чен Л. и др. (18 августа 2016 г.). «Улучшенные варианты SrtA для сайт-специфической конъюгации антител и белков с высокой эффективностью» . Научный представитель . 6 (1): 31899. Бибкод : 2016NatSR...631899C . дои : 10.1038/srep31899 . ПМЦ   4989145 . ПМИД   27534437 .
  15. ^ Паллен М.Дж., Лам А.К., Антонио М., Данбар К. (март 2001 г.). «Конфуз сортов – богатство субстратов?». Тенденции в микробиологии . 9 (3): 97–102. дои : 10.1016/S0966-842X(01)01956-4 . ПМИД   11239768 .
  16. ^ Jump up to: а б с Морган, Холли Э.; Тернбулл, В. Брюс; Уэбб, Майкл Э. (2022). «Проблемы использования сортазы и других пептидлигаз для сайт-специфической модификации белков» . Обзоры химического общества . 51 (10): 4121–4145. дои : 10.1039/D0CS01148G . ISSN   0306-0012 . ПМЦ   9126251 . ПМИД   35510539 .
  17. ^ Jump up to: а б Дорр, Брент М.; Хэм, Хён Ок; Ан, Чихуэй; Чайкоф, Эллиот Л.; Лю, Дэвид Р. (16 сентября 2014 г.). «Перепрограммирование специфичности ферментов сортазы» . Труды Национальной академии наук . 111 (37): 13343–13348. Бибкод : 2014PNAS..11113343D . дои : 10.1073/pnas.1411179111 . ISSN   0027-8424 . ПМК   4169943 . ПМИД   25187567 .
  18. ^ Кобашигава Ю, Кумета Х, Огура К, Инагаки Ф (март 2009 г.). «Прикрепление невидимой для ЯМР метки повышения растворимости с использованием метода лигирования белков, опосредованного сортазой». Журнал биомолекулярного ЯМР . 43 (3): 145–50. дои : 10.1007/s10858-008-9296-5 . ПМИД   19140010 . S2CID   207183676 .
  19. ^ Ван Ю, Паско Х.Г., Бротигам К.А., Хе Х, Чжан Х (октябрь 2013 г.). «Структурная основа активации и неканонического катализа белкового домена плексина, активирующего Rap GTPase» . электронная жизнь . 2 : e01279. doi : 10.7554/eLife.01279 . ПМЦ   3787391 . ПМИД   24137545 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
В эту статью включен текст из общественного достояния Pfam и InterPro : IPR005754.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c79de1cdf0dcb9c0914a95ecf582ff86__1717391280
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c7/86/c79de1cdf0dcb9c0914a95ecf582ff86.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Sortase - 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.)