OmpT

Protease 7
Crystal Structure of OmpT genererad i PyMOL, laterala och flygbilder (​).
Identifierare
Organism	Escherichia coli (stam K12)
Symbol	OmpT
UniProt	P09169
Söka efter Strukturer Schweizisk modell Domäner InterPro

Yttre membranproteas, Plasmid F-
identifierare
Organism	Escherichia coli (stam K12)
Symbol	OmpP
UniProt	P34210
Söka efter Strukturer Schweizisk modell Domäner InterPro

OmpT är ett aspartylproteas som finns på det yttre membranet av Escherichia coli . OmpT är en undertyp av familjen omptinproteaser , som finns på vissa gramnegativa bakteriearter.

Strukturera

OmpT är ett 33,5 kDa yttre membranprotein som består av 10 antiparallella strängar som är förbundna med 5 extracellulära slingor. De antiparallella strängarna bildar en beta-cylinderstruktur som sträcker sig över membranets bredd och skapar en por.

E. coli- omptiner kan kodas antingen från OmpT -genen på en kromosom (del av en DLP12- profag ) eller från OmpP på en plasmid (OmpP). Sekvenserna som resulterar från dessa två källor skiljer sig med 24-25 % i det mogna proteaset.

Genetiska skillnader mellan OmpT och andra medlemmar av omptinfamiljen finns i de extracellulära slingorna, och därför tros detta område vara associerat med substratspecificitet. Dessutom är cylindern relativt styv, medan öglorna har mer flexibilitet att binda till substrat av varierande storlekar.

Mekanism

Schematisk representation av resterna på OmpT som medierar den nukleofila attacken av vatten under peptidklyvning.

Även om det ursprungligen ansågs vara ett serinproteas, karakteriseras OmpT bättre som ett aspartylproteas på grund av dess klyvningsmekanism.

Substratet för OmpT binder till negativt laddade aspartat- och glutamatrester, så det aktiva stället för proteaset är anjoniskt. Detta får OmpT att selektivt klyva peptider mellan två grundläggande (positivt laddade) rester. Det aktiva stället för OmpT liknar det för andra omptiner och kännetecknas av konserverade rester vid Asp84, Asp86, Asp206 och His208. Den vanligaste bindningsklyvningen av OmpT är mellan två argininrester eftersom deras positiva laddning kan gynnsamt interagera med de negativt laddade arterna vid det aktiva stället under substratbindning.

På grund av det aktiva ställets specificitet verkar OmpT inte på peptider med en negativt laddad rest intill den sprickbara bindningen . OmpT identifieras också specifikt som ett endopeptidas eftersom det inte klyver peptider vid N- eller C-terminalen, utan endast mellan icke-terminala aminosyror.

Peptidbindningsklyvningen sker via den nukleofila attacken av vatten vid karbonylen mellan två intilliggande aminosyrarester . Vatten kommer in i proteaset från den intracellulära ytan och stabiliseras av Asp83 och His212. Under protonöverföringen associerad med peptidklyvningen stabiliserar den negativt laddade aspartatresten det positivt laddade histidinet. När det väl är dockat i denna position placeras vattnet för att attackera peptiden på det aktiva stället.

Klyvningen av peptidbindningar av OmpT är också beroende av närvaron av bunden lipopolysackarid (LPS). När LPS inte är närvarande, binder peptiden för djupt inuti det aktiva stället, och vattnet kan inte nå karbonylen för dess nukleofila attack av den sprickbara bindningen.

Biologisk funktion och sjukdomsrelevans

I E. coli är OmpT ett hushållsproteas som bryter ned främmande peptidmaterial som bakterierna möter. På grund av dess förmåga att klyva peptider som finns i dess omgivande miljö, är OmpT associerad med flera patologier.

Urinvägsinfektion

Urinvägsinfektioner (UVI) beror ofta på att E. coli kommer in i urinröret och koloniserar. Värdens immunsystem kommer att frigöra protaminer och andra antimikrobiella medel för att bekämpa infektionen, men OmpT bryter lätt ned de katjoniska protaminpeptiderna, vilket ökar risken för infektion. Det finns en genetisk koppling mellan OmpT och andra UTI-förmedlande faktorer (såsom kpsMT, cnf1, prf och sfa ), men den funktionella kopplingen mellan dessa proteiner är inte väldefinierad.

Tarmkolonisering och sepsis

Enterohemorragisk E. coli (EHEC) och enteropatogen E. coli (EPEC) är patogener som är beroende av OmpT för att kolonisera i tarmen hos sin värd. Som svar på närvaron av E. coli i tarmen frisätter värden antimikrobiella peptider som en del av det medfödda immunsvaret. Eftersom OmpT kan bryta ner dessa antimikrobiella medel och inaktivera dem, kan EHEC och EPEC kolonisera i tjocktarmen eller tunntarmen hos värden och leda till allvarliga diarrésjukdomar.

I fallet med sepsis aktiverar värden blodkoaguleringssystemet för att avsätta fibrin och begränsa spridningen av bakterier i blodet. OmpT kan emellertid inaktivera vävnadsfaktorvägshämmaren ( TFPI), motverka värdens immunsvar och ytterligare vidmakthålla spridningen av extraintestinal E. coli -infektion.

Utvecklad självmordsverkan av OmpT

Hos zebrafisk måste ZF-RNase-3 () klyvas av ett proteas (som OmpT) för att aktiveras och tjäna sin bakteriedödande funktion. Genom denna utvecklade självmordsmekanism förmedlar RNaset sin egen aktivering, eftersom det endast klyvs i närvaro av dess bakteriella mål.

Andra applikationer

OmpT har identifierats som en potentiell sond att använda i masspektrometri-baserad proteomik , eftersom dess substratspecificitet tillåter den att skilja mellan proteiner med relaterade primära sekvenser.