Лейциламинопептидаза
| Лейцинаминопептидаза | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура бычьей лейциламинопептидазы с координированными ионами цинка. Визуализировано из PDB 1BLL . | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | КОЛЕНИ | ||
| Альт. символы | ПЕПС | ||
| ген NCBI | 51056 | ||
| HGNC | 18449 | ||
| МОЙ БОГ | 170250 | ||
| RefSeq | НМ_015907 | ||
| ЮниПрот | P28838 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 3.4.11.1 | ||
| Локус | Хр.4 стр.15.33 | ||
| |||
Лейциламинопептидазы ( EC 3.4.11.1 , лейцинаминопептидаза , LAP , лейцилпептидаза , пептидаза S , цитозольная аминопептидаза , катепсин III , L-лейцинаминопептидаза , лейцинаминопептидаза , лейцинамидаминопептидаза , белки FTBL , протеинаты FTBL , II , аминопептидаза III , аминопептидаза I ) представляют собой , катализируют гидролиз остатков ферменты на которые лейцина N -конце пептидов преимущественно и белков . Однако другие N-концевые остатки также могут быть расщеплены. LAP были обнаружены во всех суперкоролевствах . Идентифицированные LAP включают LAP человека, крупного рогатого скота LAP хрусталика , LAP свиньи , LAP Escherichia coli ( E. coli ) (также известный как PepA или XerB) и специфичный для пасленовых кислый LAP (LAP-A) в томатах ( Solanum lycopersicum ).
Описание фермента, структура и активный центр
[ редактировать ]
схожи . Было обнаружено, что активные центры PepA и LAP бычьих хрусталиков [ 1 ] На рисунке ниже показана предложенная модель активного центра LAP-A в томате, основанная на работе Strater et al . [ 2 ] Известно также, что биохимия ЛАП этих трех царств очень схожа. PepA, бычья линза LAP и LAP-A преимущественно расщепляют N-концевые остатки лейцина, аргинина и метионина . Все эти ферменты представляют собой металлопептидазы, требующие двухвалентных металлов . катионов для своей ферментативной активности [ 3 ] Ферменты активны в присутствии Mn. +2 , мг +2 и цинк +2 . Также известно, что эти ферменты имеют высокий pH (pH 8) и температурный оптимум. При pH 8 наибольшая ферментативная активность наблюдается при 60 °C. Известно также, что PepA, бычьи линзы LAP и LAP-A образуют гексамеры in vivo . Гу и др. с 1999 года продемонстрировали, что шесть ферментативно неактивных протомеров LAP-A массой 55 кДа объединяются, образуя биоактивный гексамер LAP-A массой 353 кДа. Построены структуры протомера LAP бычьей линзы и биологически активного гексамера. [ 4 ] можно найти в банке данных белков (2J9A).
Механизм(ы)
[ редактировать ]Исторически механизмы карбоксипептидаз эндопротеаз и . были гораздо лучше изучены и поняты исследователями (ссылка № 6 Lipscomb 1990) Работа последних двух десятилетий предоставила жизненно важные знания о механизмах действия аминопептидаз. Механизм
LAP и PepA бычьих линз были выяснены (ссылки 1 и 2), однако точный механизм LAP-A томатов в настоящее время неизвестен. Поиск текущей литературы не указывает на то, что проводятся новые исследования для определения точного механизма LAP-A. Основываясь на биохимическом сходстве LAP между царствами, механизм LAP-A может быть аналогичен LAP и PepA бычьих хрусталиков.
Биологическая функция
[ редактировать ]Когда-то его считали геном домашнего хозяйства, необходимым только для обмена белка , исследования показали, что LAP-A играет регуляторную роль в иммунном ответе томатов.
Общие сведения об иммунном ответе растений
[ редактировать ]Чтобы выжить, растения должны быть способны реагировать на многие биотические и абиотические стрессы, включая атаку патогенов , колющих/сосущих насекомых , травоядность и механические ранения. Эти стрессы активируют специализированные пути передачи сигналов , которые специфичны для стрессора и степени нанесенного тканям повреждения. Подобно механическим ранениям, жевательные насекомые, такие как табачный роговой червь (Manduca sexta, один из основных вредителей томатов), вызывают обширное тканей повреждение , активируя реакцию, опосредованную жасмоновой кислотой (JA) (Walling 2000). Этот JA-опосредованный ответ вращается вокруг октадеканоидного пути , который отвечает за синтез JA и нескольких других мощных сигнальных молекул, и заканчивается регуляцией двух наборов генов , экспрессия которых меняется с течением времени. Ранние гены усиливают сигнал о повреждении и могут быть обнаружены через 30 минут–2 часа после повреждения (Райан, 2000). Позднюю экспрессию генов можно увидеть через 4–24 часа после ранения. Продукты генов позднего ответа действуют как сдерживающие факторы при кормлении жевательными насекомыми, часто снижая пищевую ценность потребляемой пищи или нарушая функцию кишечника насекомых (Walling 2000). Например, Ингибиторы сериновых протеиназ (Pins) мешают пищеварительным протеазам в кишечнике насекомых, а полифенолоксидазы (PPO) снижают пищевую ценность листьев растений после их употребления в пищу травоядными животными (Johnson et al. 1989; Ryan 2000; Orozco-Cardenas 2001). На рисунке 3 представлена краткая информация о реакции на рану томата.
Реакция растений на этот октадеканоидный путь аналогична реакции млекопитающих простагландинов и лейкотриеновые пути (см. Walling 2000). Этот конкретный путь ингибируется салициловой кислотой .
Октадеканоидный путь
[ редактировать ](LAP-A), продукт октадеканоидного пути у некоторых пасленовых растений, был показан Fowler et al. играть регулирующую роль в поздней реакции на рану томата. Эксперименты проводились с использованием трех генотипов растений томата: растений дикого типа (WT), (LapA-SI), которые были подавлены по LAP-A, и LapA-OX, которые конститутивно экспрессировали LAP-A. Экспрессия позднего гена ингибировалась у раненых растений LapA-SI, и растения LapA-SI также были более восприимчивы к питанию табачными червями по сравнению с растениями дикого типа (WT). Для сравнения, раненые листья LapA-OX демонстрировали повышенный уровень накопления РНК поздних генов, повышенную устойчивость к травоядным животным и расширенную экспрессию генов поздней реакции на рану. Эти данные позволяют предположить, что LAP-A регулирует как интенсивность, так и продолжительность поздней раневой реакции. Однако неповрежденный LapA-OX не накапливал транскрипты РНК поздних генов , что позволяет предположить, что присутствия одного LAP-A недостаточно для индукции поздней экспрессии генов. LAP-A — первая растительная аминопептидаза, которая, как было показано, играет регуляторную роль в пути передачи сигнала.
Осморегуляция
[ редактировать ]Белки LAP экспрессируются во многих морских организмах как метод борьбы с осмотической угрозой, которую высокая соленость представляет для клетки. Во время периодов высокой солености LAP начинает катализ белков, чтобы высвободить аминокислоты в клетку, пытаясь сбалансировать высокие концентрации ионов во внешней среде. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стретер Н., Сан Л., Кантровитц Э.Р., Липскомб В.Н. (сентябрь 1999 г.). «Ион бикарбоната как основное основание в механизме гидролиза пептидов дицинково-лейцинаминопептидазой» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (20): 11151–5. Бибкод : 1999PNAS...9611151S . дои : 10.1073/pnas.96.20.11151 . ПМК 18002 . ПМИД 10500145 .
- ^ Гу Ю.К., Уоллинг Л.Л. (март 2002 г.). «Идентификация остатков, критически важных для активности лейцинаминопептидазы (LAP-A) томата, индуцированной раной» . Европейский журнал биохимии . 269 (6): 1630–40. дои : 10.1046/j.1432-1327.2002.02795.x . ПМИД 11895433 .
- ^ Гу Ю.К., Хольцер Ф.М., Уоллинг Л.Л. (август 1999 г.). «Сверхэкспрессия, очистка и биохимическая характеристика лейцинаминопептидазы томата, индуцированной раной» . Европейский журнал биохимии . 263 (3): 726–35. дои : 10.1046/j.1432-1327.1999.00548.x . ПМИД 10469136 .
- ^ Крафт М., Шлебергер С., Векессер Дж., Шульц Г.Е. (декабрь 2006 г.). «Связывающая структура ингибитора лейцинаминопептидазы микрогинина FR1» . Письма ФЭБС . 580 (30): 6943–7. Бибкод : 2006FEBSL.580.6943K . дои : 10.1016/j.febslet.2006.11.060 . ПМИД 17157838 . S2CID 6425967 .
- ^ Хилбиш Т.Дж. (1985). «Физиологические основы естественного отбора в локусе Lap». Эволюция . 39 (6): 1302–1317. дои : 10.2307/2408787 . JSTOR 2408787 . ПМИД 28564261 .
- Источники
- Стретер Н., Сан Л., Кантровитц Э.Р., Липскомб В.Н. (сентябрь 1999 г.). «Ион бикарбоната как основное основание в механизме гидролиза пептидов дицинково-лейцинаминопептидазой» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (20): 11151–5. Бибкод : 1999PNAS...9611151S . дои : 10.1073/pnas.96.20.11151 . ПМК 18002 . ПМИД 10500145 .
- Стретер Н., Липскомб В.Н. (ноябрь 1995 г.). «Двухметаллический ионный механизм лейцинаминопептидазы бычьих хрусталиков: структура растворителя активного центра и способ связывания L-лейциналя, аналога переходного состояния гем-диолата, по данным рентгеновской кристаллографии». Биохимия . 34 (45): 14792–800. дои : 10.1021/bi00045a021 . ПМИД 7578088 .
- Гу Ю.К., Уоллинг Л.Л. (март 2002 г.). «Идентификация остатков, критически важных для активности лейцинаминопептидазы (LAP-A) томата, индуцированной раной» . Европейский журнал биохимии . 269 (6): 1630–40. дои : 10.1046/j.1432-1327.2002.02795.x . ПМИД 11895433 .
- Гу Ю.К., Хольцер Ф.М., Уоллинг Л.Л. (август 1999 г.). «Сверхэкспрессия, очистка и биохимическая характеристика лейцинаминопептидазы томата, индуцированной раной» . Европейский журнал биохимии . 263 (3): 726–35. дои : 10.1046/j.1432-1327.1999.00548.x . ПМИД 10469136 .
- Крафт М., Шлебергер С., Векессер Дж., Шульц Г.Е. (декабрь 2006 г.). «Связывающая структура ингибитора лейцинаминопептидазы микрогинина FR1» . Письма ФЭБС . 580 (30): 6943–7. Бибкод : 2006FEBSL.580.6943K . дои : 10.1016/j.febslet.2006.11.060 . ПМИД 17157838 . S2CID 6425967 .
- Уоллинг Л.Л. (июнь 2000 г.). «Множество реакций растений на травоядных». Журнал регулирования роста растений . 19 (2): 195–216. дои : 10.1007/s003440000026 . ПМИД 11038228 . S2CID 11842328 .
- Берли С.К., Дэвид П.Р., Липскомб В.Н. (август 1991 г.). «Лейцинаминопептидаза: ингибирование бесстатина и модель ферментативно-катализируемого гидролиза пептидов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (16): 6916–20. Бибкод : 1991PNAS...88.6916B . дои : 10.1073/pnas.88.16.6916 . ПМК 52204 . ПМИД 1871107 .
- Ороско-Карденас М.Л., Нарваес-Васкес Дж., Райан Калифорния (январь 2001 г.). «Перекись водорода действует как второй мессенджер для индукции защитных генов в растениях томата в ответ на ранение, системин и метилжасмонат» . Растительная клетка . 13 (1): 179–91. дои : 10.2307/3871162 . JSTOR 3871162 . ПМЦ 102208 . ПМИД 11158538 .
- Райан, Калифорния (март 2000 г.). «Сигнальный путь системина: дифференциальная активация защитных генов растений». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология . 1477 (1–2): 112–21. дои : 10.1016/S0167-4838(99)00269-1 . ПМИД 10708853 .
- Джонсон Р., Нарваес Дж., Ан Дж., Райан С. (декабрь 1989 г.). «Экспрессия ингибиторов протеиназ I и II в трансгенных растениях табака: влияние на естественную защиту от личинок Manduca sexta» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (24): 9871–5. Бибкод : 1989PNAS...86.9871J . дои : 10.1073/pnas.86.24.9871 . ПМК 298604 . ПМИД 2602379 .
- Фаулер Дж. Х., Нарваес-Васкес Дж., Аромди Д.Н., Пауто В., Хольцер Ф.М., Уоллинг Л.Л. (апрель 2009 г.). «Лейцинаминопептидаза регулирует защиту и передачу сигналов о ранах в томатах после жасмоновой кислоты» . Растительная клетка . 21 (4): 1239–51. дои : 10.1105/tpc.108.065029 . ПМЦ 2685619 . ПМИД 19376935 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Онлайн-база данных MEROPS M17.001 и их ингибиторам: Животные: по пептидазам , Бактерии: M17.003 , Растения:: M17.002 .
- Лейцил + аминопептидаза Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
