可能的函数NifM

最后一次更新在星期五,2022年1月07|固氮作用

如上所述,k .肺炎nifM基因产物股同源性很低的产品从固氮菌nifM基因。然而,一些显著的同源性存在于这些蛋白质的羧基末端区域表明观察到的功能相似性(种间互补)可能是局限于这个地区。我们比较的羧基末端区域nifM基因和产生共识序列相比当时概念翻译核苷酸序列数据库。这种比较表明,NifM蛋白质的羧基末端区域与家人共享显著的同源性的蛋白质称为peptidyl-prolyl cis /反式异构酶(图2)。

Peptidyl-prolyl cis /反式异构酶(PPIases)被认为是参与协助蛋白质折叠(费舍尔,1994)。这些蛋白质的cis /反式异构化催化peptidyl-prolyl寡肽和蛋白质肽键——病原反应一步蛋白质折叠过程中必不可少的生成功能的蛋白质。一些变性蛋白质恢复其天然构象在毫秒到秒;然而,其他人再折起非常缓慢和时间范围从几分钟到几小时不等。缓慢的构象变化源于著名的现实感丧失的电子在酰胺债券和更加明显,如果强加的额外的空间约束是脯氨酸环。C (0) NH债券相比,prolyl-peptide债券中存在两种能量最低构象形式——cis (w = 0°)和反式(w = 180°)——这是热动力可比。因此,多肽n脯氨酸残基可以存在于2”异构形式(图3)。当蛋白质三维结构形式,顺式和反式-

同分异构体在这些结构不再是平等的能源和更少的首选异构体不可能存在于折叠链。根据脯氨酸的假设,假定缓慢的折叠形式展开的蛋白质具有非同分异构体之间的肽债券脯氨酸和另一重折叠的残渣,关键步骤缓慢折叠分子等的缓慢的异构化率是有限的错误proline-peptide债券。PPIases已经证明的cisltrans异构化催化这些peptidyl-prolyl债券,因此,提高的速度缓慢的折叠形式的变性蛋白的重折叠。

		域1	域2
NifM共识		——h-l-t - d - el-r - - - - - - - - - - - fa -	-hs-CD————-q-lq——
答:vinelandii	NifM	KAHILVTINEDFPELKRLRGK PERFAEQAMKHSECPT-AMQGGLLGEWP
一个。chroococcum NifM		ARHILVTINEDFPELKRLRGK PERFAEQAMKHSECPT-AMQGGLLGEWP
k .肺炎	NifM	TRHLLLTVDNDR-ELYRQINASRDAFAPLAQRHSHCPS -ALEEGRLGWISR
B。杆菌加州公共政策研究院		ALHILVKEEKLALDLLEQIKNGAD-FGKLAKKHSICPS-GKRGGDLGEFRQ
b . subtillis	相识	ASHILVADKKTAEEVEKKLKKGEK-FEDLAKEYSTDSS——ASKGGDLGWFAK
B。杆菌SurAn		LSHILIPLPENPTSIVDQARNGAD-FGKLAIAHSADQQ-ALNGGQMGWGRI
E。杆菌SurAc		ARHILLKPSPIMTDAADIESGKTT-FAAATKEFSQDPVSANQGGDLGWATP
B.subtillis	羊痘疮	IRHIWKDEEEAREVLKELKGGSS -FEAVAAERSTDRYTSPYGGDLGFVTE
l . la PrtM		VQHILTSDEDTAKQVISDLAAGKD-FAMLAKTDSIDTATKDNGGKISFELN
是人类		FQSPASQFSDC-S SAKARGDLGAFSK
D.disc。羊痘疮			GDP——RQRGGDLGWAPA
一个。芥PPIASE		FEEVATRVSDC-S SAKRGGDLGSFGR
		Domain3
共识	——Q-lvP-1	——如果——————————- s cr-h-l-ce - - - - - -
NifM-A。v。	——GTLYPELDACLFQMARGELSP-VLESPIGFHVLYCESVS		(P14890)
NifM-A.c。	——GTLYPELDACLFQMARGELSP-VLESPIGFHVLFCESVS		(P23119)
NifM-K.p。	- -GLLYPQLETALFSLAENALSL PIASELGWHLLWCEAIR		(P08534)
PpiC-E。c。	- -GQMVPAFDKWFSCPVLEPTG PLHTQFGYHIIKVLYRN		(M87049)
PrsA-B.s。	-EGQMDETFSKAAFKLKTGEVSD-PVKTQYGYHIIKKTEER		(P24327)
SurAn-E.c。	——QELPGIFAQALSTAKKGDIVG-PIRSGVGFHILKVNDLR		(S40574p)
SurAc-E.c。	——DIFDPAFRDALTRLNKGQMSA-PVHS年代FGWHLIELLDTR		(S40574p)
Orf-B.s。	ASDNIPSAYIEEAKTLKEDEWSQEPIKVSNGYAIIQLKEKL		(D26185_135g)
PrtM-L.1。	——NKTLDATFKDAAYKLKNGD INHP YTQTPVKVTDGYEVI公里		(Q02473)
是人类	——GQMQKPFEDPWFARRTGEMSG-TVFTDSGIHVIVRTE		(M86110g)
Orf-D.d。	- TNYVQPFAEAVTKLKKGQLVDK PVQTQFGWHVIQVDDTR		(X70280)
PPIASE-A.t。	GQMQKPFEEATYALKVGDISD IVDTDSGVHII		(F13919)

图2。比较的共识序列NifM蛋白质的氨基酸序列peptidyl-prolyl cisltrans异构酶。的三个领域分享高同源性是由上划线标识和任意编号。完全守恒的残留在每个肽显示粗体字母。

	/ -	- v
r / -		>
r / -	o J

图3。顺式和反式异构体之间的结构差异的肽键氨基脯氨酸。

PPIases表示无所不在地和编码这些蛋白的基因已经被发现在植物和动物以及更低的真核生物和细菌(费舍尔1994和引用其中)。这些蛋白质也称为immunophilins因为他们结合免疫抑制药物如环孢菌素,吸收FK506和雷帕霉素。PPIases称为的两个主要的家庭还有(cyclosporin-binding蛋白质)和FKBPs (FK506-binding蛋白质绑定雷帕霉素)。两个家庭没有序列相似性。然而,在每个家庭有区域包含已经在进化过程中高度保守的氨基酸。这些高度保守的区域跨度约100还有残留,大约80 FKBPs残留。在大肠杆菌中,还有两个基因编码和两个基因编码FKBP-related蛋白质已确定到目前为止。除了这些基因,一个新的基因最近从大肠杆菌分离编码一种蛋白质PPIase活动不被环孢菌素或吸收FK506。这种蛋白质,没有任何明显的同源性的PPIases还有或FKBP家庭,有一个非常低分子质量和被称为加州公共政策研究院或Parvulin(陆克文et al . 1995年)。然而,比较与预测这种蛋白质的氨基酸序列数据库中显示三个地区重要的氨基酸相似性PpiC蛋白质和枯草芽孢杆菌脂蛋白之间的相识,大肠杆菌蛋白质苏拉和NifM蛋白质(图2)。在此基础上比较,有人建议,加州公共政策研究院蛋白质和蛋白质的氨基酸相似性与PpiC分享PPIases定义一个新的家庭。

因此,我们的比较研究以及其他(陆克文et al . 1995年)表明,NifM蛋白可能的功能之一是协助正确折叠Fe-protein通过催化肽键的构象cisltrans互变现象的异构化氨基脯氨酸残基的出现在这个肽。考试的肽序列的共识Fe-protein派生通过比较不同Fe-proteins的确显示了七个完全守恒的脯氨酸残基的存在(图1)。因此,它是合理的假设蛋白质的稳定性和活动将在很大程度上依赖于适当的构象peptidyl-prolyl债券出现在这种蛋白质。为了测试这个想法,我们进行过表达和净化野生型k .肺炎和a . vinelandii NifM蛋白质和分析这些蛋白质PPIase活动。分析用标准的protease-coupled分析用于确定PPIase活动(费舍尔1994)和允许我们评估的能力NifM蛋白质催化peptidyl-prolyl cisltrans异构化的寡肽键。结果表明,PPIase活动的程度,NifM展出相媲美,加州公共政策研究院的大肠杆菌,与NifM PPIase,同源性。

为了理解NifM蛋白质的角色在Fe-protein修改的稳定性和活动,我们也调查存在之间的直接交互NifM蛋白质和Fe-protein使用“媒人2台混合动力”基于酵母遗传试验如图4所示。我们的初步结果显示存在Fe-protein之间的直接交互

(转化融合GAL4 DNA结合域[GAL4BD])和NifM蛋白质(转化融合GAL4激活域[GAL4AD])在酵母二者混合蛋白质交互分析。

Cotransform的酵母菌株Y190

细胞可以合成融合蛋白

激活域

细胞可以合成融合蛋白

: 使选择SD trp“低浓缩铀”媒介

NifM-NifH交互带来了G: il4域到接近职业\ iniit >

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图4。一般策略用于分析Fe-protein之间的交互和NifM蛋白通过媒人二者混合的基于酵母的遗传分析。

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图4。一般策略用于分析Fe-protein之间的交互和NifM蛋白通过媒人二者混合的基于酵母的遗传分析。

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