Växtspecifik insats
| Solanum tuberosum Asparaginproteas 3 Växtspecifik infogningsstruktur | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 för den saposinliknande domänen av en växtasparaginproteinas-
| |||||||
| identifierare | |||||||
| Organism | |||||||
| Symbol | StAP_PSI | ||||||
| PDB | 3RFI | ||||||
| UniProt | Q6B9W9 | ||||||
| |||||||
Den växtspecifika insättningen ( PSI ) eller växtspecifik sekvens ( PSS ) är en oberoende domän, som uteslutande finns i växter, bestående av cirka 100 rester, som finns på den C-terminala loben på vissa asparaginproteaser (AP) som kallas fytepsiner . PSI, som en oberoende enhet separat från dess moder-AP, är homolog med saposin och tillhör den saposinliknande proteinfamiljen (SAPLIP).
Även om PSI är grupperat längs proteiner i SAPLIP-familjen, innehåller PSI inte en riktig saposinliknande domän. Detta beror på en cirkulär permutation av N- och C-ändarna i PSI, där ändarna är "bytta". Detta har lett till att PSI har benämnts ett " swaposin " (ett spel-på-ord av "swap" och "saposin") även om den tertiära strukturen fortfarande är homolog med saposin och andra medlemmar av SAPLIP-familjen.
Strukturera
Bland växter är AP mellan olika arter i allmänhet homologa och uppvisar hög sekvensidentitet samtidigt som de bibehåller en liknande tertiär struktur som pepsin. Som sådan bevarar växt-AP:er den zymogena formen av den mogna AP som är vanlig för andra asparaginproteaser där zymogenen hålls inaktiv tills prosegmentet avlägsnas från den aktiva klyftan.
Bearbetning
Den zymogena formen av växt-AP:er innehåller den primära sekvensen av PSI, även om inte alla växt-AP:er innehåller en PSI-region. PSI självt består av cirka 100 rester och finns i den C-terminala primära strukturen av zymogena växt-AP:er, som bildar en oberoende domän från den karakteristiska bilobala tertiära strukturen av asparaginsyraproteaser. I fallet med Procardosin A, den zymogena formen av Cardosin A (den huvudsakliga AP som finns i cardoon ), avlägsnas PSI först innan aktivering av det mogna enzymet sker i vilket prosegmentet klyvs under proteolytisk bearbetning.
Tertiär struktur
Kristallstrukturen av prophytepsin (från korn ) var den första kända strukturen för att klarlägga den molekylära topologin för någon PSI. Kristallstrukturen av prophytepsin-härledd PSI avslöjade att den totala längden och positionen för de spiraler som finns i PSI är bevarade med de för NK-lysin, en annan medlem av SAPLIP-gruppen. Dessutom avslöjar sekvensanpassning mellan NK-lysin och PSI att de relativa positionerna för disulfidbryggorna också är bevarade, en vanlig egenskap bland SAPLIPS.
Det finns flera kristallstrukturer, som innehåller koordinaterna för den zymogena moder-AP och SAPLIP-domänen av PSI, för kardon och korn. I dessa kristallstrukturer antar PSI-domänen en "sluten" tertiär struktur som liknar den för NK-lysin och saposin. Den röntgenkristallografiska strukturen för potatis-PSI, rekombinant uttryckt separat från dess moder-AP, avslöjade en tertiär struktur som liknar den öppna strukturen för saposin C och bildar en homodimer vid pH 7,4.
Den första helixen på den N-terminala änden av den öppna strukturen hos potatis PSI visar också likhet i sin tertiära struktur med hemagglutininfusionspeptiden, uppvisar ett liknande boomerangmotiv. Likaså delar denna helix den övergripande helix-kink-helixformen med hemagglutinin inducerat av närvaron av en tryptofan; denna uppenbarelse är viktig eftersom den antyder en orsak till den N-terminala sidospiralinteraktionen med fosfolipiddubbelskikt. Det vill säga, det antyds att detta helix-kink-helix-motiv är avgörande för de fusogena och membraninteraktionerna hos denna helix.
Fungera
Den underliggande funktionen hos proteiner som tillhör SAPLIP-gruppen är att interagera med membranbiskikt, antingen genom störning (utan permeabilisering), permeabilisering av membranet eller bindning till membranet. Anmärkningsvärda medlemmar av SAPLIP-familjen inkluderar granulysin (antimikrobiellt), pulmonellt surfaktant-associerat protein B (pulmonell surfaktantreglering) och saposinerna (sfingolipidnedbrytning) som SAPLIPs är uppkallade efter.
Specifikt för PSI har det visats att PSI är involverat i att förmedla interaktioner av PSI, både ensamt och i kombination med PSI:s moderenzym, med fosfolipidmembran vid surt pH (~pH 4,5). Specifikt är PSI involverad i vakuolär målsökning och membranstörning; detta möjliggör både lagring och förflyttning av AP till proteinlagringsfack i vakuoler som finns i både löv och rötter av korn och kardon. Detta liknar funktionen hos SapB-domänen i human AOAH .
Liksom andra medlemmar av SAPLIP-familjen ger PSI antimikrobiell aktivitet. Potatis-PSI överuttryckt separat i A. thalina ökar resistensen mot patogenen Botrytis cinerea , både genom sin egen svampdödande aktivitet och genom sin förmåga att inducera växtförsvar. Potatis PSI har också selektiv cytotoxisk aktivitet mot patogener och cancerceller (men inte mänskliga T-celler, RBC eller växtceller). Den behåller sin antimikrobiella aktivitet när den fästs tillbaka i moder-AP.
Atomkraftsmikroskopiexperiment på potatis -PSI uttryckt separat från dess moder-AP har avslöjat att anjoniska fosfolipidmembran omarrangeras av PSI på ett liknande sätt som observerats med saposin C. PSI från potatis har också visat sig uppvisa Michaelis- Menten- liknande kinetik, belyst från analyser av störningar av stora unilamellära vesiklar (LUV) på ett dosberoende sätt, en egenskap som är unik bland SAPLIPs. Den Michaelis-Menten-liknande kinetiken i kombination med PSIs oberoende funktion från dess moder-AP har således lett till avslöjandet att PSI är det första kända exemplet på ett "enzym i ett enzym".
Se även
externa länkar
- Saposiner vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- SCOP 47844 (Swaposins)