HslVU

HslVU (HslUV, ClpYQ) er en ATP-afhængig protease til stede i mange bakterier , herunder Escherichii coli og Bacillus subtilis . Den består af to komponenter, HslU (ClpY) - en ATP-afhængig chaperon og en aktivator af proteolytisk aktivitet i HslV (ClpQ) - selve proteasen. Det aktive kompleks består af to ringe af seks HslV-proteinunderenheder forbundet med hinanden, og en ring af seks HslU-proteinunderenheder på hver side. Ringene er sat sammen til en hul cylinder, med HslU-ringene på ydersiden. Som med alle andre ATP-afhængige proteaser er det aktive sted inde i cylinderen, og polypeptidsubstratet skal foldes ud og aktivt translokeres indad for at proteolyse kan forekomme [1] , [2] , [3] , [4] .

HslU

HslU er en chaperon , der genkender, udfolder og transporterer substratproteiner ind i proteasedelens hulrum. HslU er medlem af den omfattende familie af AAA ATPaser (ATPaser forbundet med forskellige cellulære aktiviteter, ATPaser forbundet med forskellige cellulære aktiviteter) [5] , [6] . HslU er en homolog af ClpX, en ATP-afhængig chaperon, en komponent af ClpXP-proteasen [7] . Takket være dette, såvel som en vis lighed i struktur og funktion, modtog HslVU sit mellemnavn, også meget brugt - "ClpYQ". HslU består af tre domæner: et N-terminalt domæne, et mellemliggende domæne indsat i det (engelsk "Intermediate", I-domæne) og et C-terminalt domæne. Det N-terminale domæne indeholder de traditionelle Walker A- og Walker B-motiver involveret i ATP -binding og spaltning [7] . Det mellemliggende domæne er ansvarlig for binding og genkendelse af substrater [8] . Det C-terminale domæne er sammen med en del af det N-terminale domæne involveret i interaktion med HslV [4] . Det N-terminale domæne indeholder det GYVG-motiv, der kræves til substratudfoldning og overførsel til HslV [7] .

Hslv

I modsætning til HslU, som deler homologi med ClpX, har HslV ingen homologi med ClpP eller nogen anden bakteriel protease. I stedet deler den svag homologi med den proteolytiske underenhed af det eukaryote proteasom [9] . Som i proteosomet spiller den N-terminale threoninrest en katalytisk rolle [10] (selvom i B. subtilis er den N-terminale og katalytiske rest serin ) [11] . HslV tilhører således gruppen af ​​N-terminale proteaser [12] . HslV er et α+β-protein . I sig selv er HslV svagt aktiv. Interaktion med HslU er påkrævet for at aktivere proteasekomponenten [4] .

Fordeling

HslVU er ikke så bredt repræsenteret i forskellige grupper af bakterier som andre ATP-afhængige proteaser såsom ClpP , Lon , FtsH. Imidlertid er HslVU til stede i α- , γ- og ε-proteobakterier , firmicutes , spirochetes og sådanne gamle grupper som Aquifex og Thermotoga [12] . Derudover er det til stede i mitokondrierne af sådanne grupper af lavere eukaryoter som Trypanosoma , Leishmania , Plasmodium , Amoebozoa , Chromalveolata , Rhizaria , Excavata , samt nogle planter [13] .

Substrater

I E. coli overlapper substratspecificiteten af ​​HslVU stort set den for Lon [14] . Ligesom Lon genkender og nedbryder HslVU fejlfoldede eller aggregerede proteiner, især under varmechok [15] . To klassiske Lon -substrater  , celledelingshæmmeren SulA og bakteriekapselsynteseregulatoren RcsA, er også substrater for HslVU [16] , [17] . HslVU er også i stand til at nedbryde proteiner med en SsrA-hale [18] . Et andet substrat for HslVU er σ32  , sigma-faktoren, der er ansvarlig for transskriptionen af ​​varmechokproteiner [15] .

Forordning

HslU og HslV er placeret efter hinanden i samme operon . Ekspressionen af ​​denne operon induceres under varmechok, hvilket øger niveauet af denne protease i cellen flere gange [19] . Samtidig er HslVU involveret i ødelæggelsen af ​​aggregerede og varmedenaturerede proteiner. Som de fleste andre varmechokproteiner induceres operonet af σ32  - sigma varmechokfaktoren [20] .

Noter

  1. ↑ Seksfold rotationssymmetri af ClpQ, E. coli-homologen af ​​20S-proteasomet og dets ATP-afhængige aktivator, ClpY. Kessel et al. FEBS Lett. 2. december 1996; 398(2-3):274-8. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  2. ↑ HslV-HslU: Et nyt ATP-afhængigt proteasekompleks i Escherichia coli relateret til det eukaryote proteasom. Rohrwild et al. Proc Natl Acad Sci US A. 1996 Jun 11;93(12):5808-13. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  3. ↑ Krystalstrukturer af HslVU-peptidase-ATPase-komplekset afslører en ATP-afhængig proteolysemekanisme. Wang et al. struktur. 7. februar 2001; 9(2):177-84. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  4. ↑ 1 2 3 Funktionelle interaktioner af HslV (ClpQ) med ATPase HslU (ClpY). Ramachandran et al. Proc Natl Acad Sci US A. 2002 28. maj;99(11):7396-401. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  5. ↑ Fjernt beslægtede sekvenser i alfa- og beta-underenhederne af ATP-syntase, myosin, kinaser og andre ATP-krævende enzymer og en fælles nukleotidbindingsfold. Walker et al. EMBO J. 1982;1(8):945-51. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2016.
  6. ↑ Heat-shock-proteinet HslVU fra Escherichia coli er en proteinaktiveret ATPase såvel som en ATP-afhængig proteinase. Seol et al. Eur J Biochem. 1. august 1997; 247(3):1143-50. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2016.
  7. ↑ 1 2 3 Sekvensanalyse af fire nye heat-shock-gener, der udgør hslTS/ibpAB- og hslVU-operonerne i Escherichia coli. Chuang et al. Gene. 1993 nov. 30;134(1):1-6. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2016.
  8. ↑ Karakterisering af Escherichia coli ClpY (HslU) substratgenkendelsesstedet i ClpYQ (HslUV) proteasen ved hjælp af gær to-hybridsystemet. Lien et al. J Bacteriol. 2009 Jul;191(13):4218-31. doi: 10.1128/JB.00089-09. Epub 2009 24. apr . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 25. oktober 2016.
  9. ↑ Proteasomer og andre selvkompartmentaliserende proteaser i prokaryoter. DeMot et al. Trends Microbiol. 1999 feb; 7(2):88-92. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  10. ↑ Identifikation og karakterisering af HsIV HsIU (ClpQ ClpY) proteiner involveret i overordnet proteolyse af fejlfoldede proteiner i Escherichia coli. Missiakas et al. EMBO J. 1996 Dec 16;15(24):6899-909. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 30. maj 2016.
  11. ↑ Den ATP-afhængige CodWX (HslVU) protease i Bacillus subtilis er en N-terminal serinprotease. Kang et al. EMBO J. 2001 Feb 15;20(4):734-42. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  12. ↑ 1 2 T1 familie . Dato for adgang: 15. december 2013. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  13. ↑ Eubakterielle HslV og HslU underenheder homologer i primordiale eukaryoter. Couvreur et al. J Mol Biol Evol. 2002 Dec;19(12):2110-7. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  14. ↑ Redundante in vivo proteolytiske aktiviteter af Escherichia coli Lon og ClpYQ (HslUV) proteasen. Wu et al. J Bacteriol. J Bacteriol. 1999 Jun;181(12):3681-7. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 11. april 2015.
  15. ↑ 1 2 Synergistiske roller for HslVU og andre ATP-afhængige proteaser i styring af in vivo omsætning af sigma32 og unormale proteiner i Escherichia coli. Kanemori et al. J Bacteriol. 1997 Dec; 179(23):7219-25. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  16. ↑ Overekspression af hslVU-operonet undertrykker SOS-medieret hæmning af celledeling i Escherichia coli. Khattar FEBS Lett. 8. september 1997; 414(2):402-4. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 28. maj 2016.
  17. ↑ Regulering af RcsA af ClpYQ (HslUV) proteasen i Escherichia coli. Kuo et al. mikrobiologi. 2004 feb;150(Pt 2):437-46. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.
  18. ↑ Lies og Maurizi, J Biol Chem. 2008 Aug 22;283(34):22918-29. doi: 10.1074/jbc.M801692200. Epub 2008 12. juni . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 8. september 2017.
  19. ↑ Karakterisering af seksogtyve nye varmechokgener af Escherichia coli. Chuang og Blattner J Bacteriol. 1993 Aug;175(16):5242-52. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 9. april 2015.
  20. ↑ Regulering af clpQ⁺Y⁺ (hslV⁺U⁺) genekspression i Escherichia coli. Lien et al. Open Microbiol J. 2009;3:29-39. doi: 10.2174/1874285800903010029. Epub 2009 17. marts . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. december 2013.