Analiza strukturalna oraz funkcjonalna acetylotransferazy PA4794 z Pseudomonas aeruginosa
Loading...
Date
2015-05-04
Authors
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Structural and functional analysis of an acetyltransferase PA4794 from Pseudomonas aeruginosa
Abstract
Celem pracy było wyjaśnienie związku między sekwencją, strukturą i funkcją poprzednio niescharakteryzowanego białka z nadrodziny GNAT PA4794 z Pseudomonas aeruginosa. Przeprowadzono analizę z użyciem metod krystalografii rentgenowskiej oraz biochemii. Uzyskane wyniki pokazały, iż PA4794 wybiórczo acetyluje grupę Nε C-końcowej lizyny peptydów, co sugeruje, że PA4794 może pełnić funkcję acetylotransferazy białek. Zidentyfikowano rownież zbiór zwiazków, w tym antybiotyki z grupy cefalosporyn, które wiążą się w miejscu wiązania substratu i działają jako inhibitory PA4794. Wyznaczono struktury PA4794 w formie niezwiązanej z ligandem, a także w kompleksie z AcCoA, CoA, kilkoma antybiotykami i innymi związkami, oraz w potrójnym kompleksie z produktami reakcji: CoA i zacetylowanym peptydem. Dane krystalograficzne w połączeniu z wynikami izotermicznej kalorymetrii miareczkowej pozwoliły na wyznaczenie parametrów wiązania oraz cech strukturalnych najsilniej wiażących się zwiazków. Kolejnym aspektem poruszonym w tej pracy jest wpływ czynników doświadczalnych na strukturę PA4794, powtarzalność doświadczeń, oraz interpretację wyników. Omówiono czynniki takie jak fragmenty polihistydynowe używane w chromatografii powinowactwa, bufor HEPES oraz obecność śladowych ilości zanieczyszczeń. Zarówno fragmenty polihistydynowe jak i bufor HEPES wiążą się w miejscu wiązania substratu PA4794, wpływając na jego aktywność i strukturę.
The aim of this work was to elucidate the sequence-structure-function relationship of the previously uncharacterized GNAT superfamily protein PA4794 from Pseudomonas aeruginosa. A combination of X-ray crystallography and several biochemical methods of characterization were applied. The obtained results show that it selectively acetylates the Nε group of the C-terminal lysine of peptides, which suggests that PA4794 functions as a protein acetyltransferase. Further, a number of molecules were identified, including cephalosporin antibiotics, which bind in its substrate-binding site and work as inhibitors of PA4794. The structure of PA4794 has been determined in the apo-form, in complexes with AcCoA, CoA, several antibiotics and other small molecules, and as a ternary complex with the products of the reaction: CoA and acetylated peptide. The crystallographic data, together with isothermal titration calorimetry experiments, allowed determination of the binding parameters as well as the structural features of the best binders. Another aspect investigated in this work was the influence of experimental factors on the structure of PA4794, the reproducibility of experiments, and the interpretation of results. These parameters include the presence or absence of the polyhistidine affinity tag, HEPES buffer, and minor purification contaminants. A polyhistidine tag and the buffer molecule HEPES bind in the PA4794 substrate-binding site, and influence its structure and activity.
The aim of this work was to elucidate the sequence-structure-function relationship of the previously uncharacterized GNAT superfamily protein PA4794 from Pseudomonas aeruginosa. A combination of X-ray crystallography and several biochemical methods of characterization were applied. The obtained results show that it selectively acetylates the Nε group of the C-terminal lysine of peptides, which suggests that PA4794 functions as a protein acetyltransferase. Further, a number of molecules were identified, including cephalosporin antibiotics, which bind in its substrate-binding site and work as inhibitors of PA4794. The structure of PA4794 has been determined in the apo-form, in complexes with AcCoA, CoA, several antibiotics and other small molecules, and as a ternary complex with the products of the reaction: CoA and acetylated peptide. The crystallographic data, together with isothermal titration calorimetry experiments, allowed determination of the binding parameters as well as the structural features of the best binders. Another aspect investigated in this work was the influence of experimental factors on the structure of PA4794, the reproducibility of experiments, and the interpretation of results. These parameters include the presence or absence of the polyhistidine affinity tag, HEPES buffer, and minor purification contaminants. A polyhistidine tag and the buffer molecule HEPES bind in the PA4794 substrate-binding site, and influence its structure and activity.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Keywords
acetylotransferaza, acetyltransferase, krystalografia rentgenowska, X-ray crystallography, inhibitor, inhibitor, enzym, enzyme