Biogenesis process of quinohemoprotein aminedehydrogenase accompanying multi-step posttranslational modification reactions

伴随多步翻译后修饰反应的醌血红素蛋白胺脱氢酶的生物发生过程

• 批准号: 23570135
• 负责人: NAKAI Tadashi
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23570135/
• 关键词: 翻訳後修飾; 補酵素の生合成; 結晶構造解析; キノヘムプロテイン; ビルトイン型キノン補酵素; ラジカルSAMタンパク質; 分子内チオエーテル架橋; 酵素触媒機構; ラジカル・SAMタンパク質; 酵素解媒機構

Peptidyl built-in cofactors are produced by posttranslational modification of the cognate enzyme proteins, unlike ordinary cofactors which are mostly bio-synthesized from water soluble vitamins. In this study, we focused on a built-in quinone cofactor-containing enzyme, quinohemoprotein amine dehydrogenase (QHNDH) that contains cysteine tryptophyl quinone (CTQ). The structural genes encoding QHNDH in Gram-negative bacteria constitute a polycistronic operon together with several nearby genes, which are collectively termed qhp. (1) We have identified three peripheral genes, qhpFGR, that are also absolutely required for the QHNDH biogenesis. (2) We have analyzed the function of QhpE and revealed that QhpE is an extremely unusual protease that cleaves its substrate nearly in a disposable manner. (3) We have succeeded in in vitro formation of thioether cross-links using overproduced recombinant QhpD only if it is purified and handled under anaerobic conditions.

肽基内置的辅因子是通过对同源酶蛋白的翻译后修饰产生的，这与普通辅助因子不同，这些辅助因子主要是从水溶性维生素中生物合成的。在这项研究中，我们专注于内置奎因酮辅因子酶，奎诺羟蛋白胺脱氢酶（QHNDH），其中含有半胱氨酸的色氨酸奎因酮（CTQ）。革兰氏阴性细菌中编码QHNDH的结构基因构成了多种操纵子以及附近的几个基因，这些基因统称为QHP。 （1）我们已经鉴定出三个外围基因qHPFGR，这也是QHNDH生物发生绝对必需的。 （2）我们已经分析了QHPE的功能，并揭示了QHPE是一种极为不寻常的蛋白酶，几乎以一次性方式切割其底物。 （3）我们仅当在厌氧条件下纯化和处理过过量的重组QHPD，才成功地使用过度生产的重组QHPD在体外形成了硫醇交联。

项目成果

キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の生合成における周辺遺伝子の役割

外周基因在醌血蛋白胺脱氢酶生物合成中的作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Nakamura M;Nakagawa M;Watanabe J.;出口貴文
• 通讯作者: 出口貴文

キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の生合成に必須の奇妙なプロテアーゼ

一种奇怪的蛋白酶，对于醌血蛋白胺脱氢酶的生物合成至关重要

• 发表时间: 2012
• 期刊: 生産と技術
• 作者: Shirata;M.;Araye;Q.;Maehara;K.;Enya;S.;Takano-Shimizu;T.;and Sawamura;K.;中井忠志
• 通讯作者: 中井忠志

キノヘムプロテイン・アミン脱水素酵素の生合成に必須な鉄-硫黄クラスター結合タンパク質の構造と機能

醌血蛋白胺脱氢酶生物合成所必需的铁硫簇结合蛋白的结构和功能

• 发表时间: 2011
• 作者: Nakamura M;Nakagawa M;伊藤寛人
• 通讯作者: 伊藤寛人

An unusual subtilisin-like serine protease is essential for biogenesis of quinohemoprotein amine dehydrogenase

一种不寻常的枯草杆菌蛋白酶样丝氨酸蛋白酶对于醌血红素蛋白胺脱氢酶的生物合成至关重要

• DOI: 10.1074/jbc.m111.324756
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Journal of Biological Chemistry
• 作者: Tadashi Nakai;Kazutoshi Ono;Shun'ichi Kuroda;Katsuyuki Tanizawa;Toshihide Okajima.
• 通讯作者: Toshihide Okajima.

ペプチド分子内チオエーテル架橋形成酵素によるマルチサイト架橋形成反応の解析

肽分子内硫醚交联酶多位点交联形成反应分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Shirata;M.;Araye;Q.;Maehara;K.;Enya;S.;Takano-Shimizu;T.;and Sawamura;K.;中井忠志
• 通讯作者: 中井忠志