Войти
| Семейство гликозилтрансфераз 41 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | GT41 | ||||||||
| Pfam | PF13844 | ||||||||
| CAZy | GT41 | ||||||||
| |||||||||
N-гликозилтрансфераза - это фермент у прокариот, который переносит отдельные гексозы на аспарагин боковые цепи в белках-субстратах с использованием промежуточного звена, связанного с нуклеотидом, в цитоплазме. Они отличаются от обычных N-гликозилирующих ферментов, которые представляют собой олигосахарилтрансферазы, переносящие предварительно собранные олигосахариды. Однако оба семейства ферментов нацелены на общую аминокислотную последовательность аспарагин - любую аминокислоту, кроме пролина - серина или треонина (N – x –S / T), с некоторыми вариациями.
Такие ферменты были обнаружены у бактерий Actinobacillus pleuropneumoniae (чья N-гликозилтрансфераза является наиболее изученным членом этого семейства ферментов) и Haemophilus influenzae, а затем в другие виды бактерий, такие как Escherichia coli. N-гликозилтрансферазы обычно нацелены на белки адгезина, которые участвуют в прикреплении бактериальных клеток к эпителию (в патогенных бактериях ); гликозилирование важно для стабильности и функции адгезинов.
Активность N-гликозилтрансферазы была впервые обнаружена в 2003 г. St. Geme et al. в Haemophilus influenzae и идентифицирован как новый тип гликозилтрансферазы в 2010 году. N-гликозилтрансфераза Actinobacillus pleuropneumoniae является наиболее изученным ферментом этого семейства. Первоначально гликозилирование белка считалось чисто эукариотическим процессом до того, как такие процессы были обнаружены у прокариот, включая N-гликозилтрансферазы.
N-гликозилтрансферазы представляют собой необычный тип гликозилтрансферазы, который присоединяет отдельные гексозы к целевому белку. Для присоединения сахаров к атому азота в амидной группе - такой как амидная группа аспарагина - требуется фермент, поскольку электроны азота делокализованы в системе пи-электрон с углеродом амида. Было предложено несколько механизмов активации. Среди них депротонирование амида, взаимодействие между гидроксильной группой в субстрате секвоном с амидом (теория, которая подтверждается тем фактом, что скорости гликозилирования, по-видимому, возрастают с увеличением основности второй аминокислоты в последовательности) и двух взаимодействий с участием кислых аминокислот в ферменте с каждым атомом водорода амидной группы. Этот механизм подтверждается рентгеновскими структурами и биохимической информацией о процессах гликозилирования; это взаимодействие нарушает делокализацию и позволяет электронам азота выполнять нуклеофильную атаку на сахарный субстрат.
N-гликозилтрансферазы из Actinobacillus pleuropneumoniae и Haemophilus influenzae использует последовательности аспарагин -аминокислота- серин или треонин в качестве последовательностей-мишеней, такую же последовательность используют олигосахарилтрансферазы. Остаток глутамина -469 в N-гликозилтрансферазе Actinobacillus pleuropneumoniae и его гомологах в других N-гликозилтрансферазах важен для селективности фермента. На активность фермента дополнительно влияют аминокислоты вокруг секвона, при этом особенно важны структуры бета-петли. По крайней мере, Actinobacillus pleuropneumoniae N-гликозилтрансфераза может также гидролизовать сахарные нуклеотиды в отсутствие субстрата, что часто наблюдается в гликозилтрансферазах, а некоторые N-гликозилтрансферазы могут присоединять дополнительные гексозы на атомы кислорода гексозы, связанной с белком. N-гликозилирование с помощью Actinobacillus pleuropneumoniae HMW1C не требует металлов, что согласуется с наблюдениями, сделанными в отношении других, а также с отличием от олигосахарилтрансфераз.
Структурно N-гликозилтрансферазы относятся к Семейство гликозилтрансфераз GT41 и напоминает протеин-O-GlcNAc-трансферазу, эукариотический фермент с различными ядерными, митохондриальными и цитозольными мишенями. Регулярные N-связанные олигосахарилтрансферазы принадлежат к другому семейству белков, STT3. N-гликозилтрансфераза Haemophilus influenzae имеет домены, гомологичные глутатион-S-трансферазе и гликогенсинтазе.
N-гликозилтрансферазы подразделяются на два функциональных класса, первый (например, несколько Yersinia, Escherichia coli и Burkholderia sp.) Связан с тримерным автотранспортером адгезинов, а второй содержит ферменты, геномно связанные с рибосомами и белками, связанными с углеводным метаболизмом ( например, Actinobacillus pleuropneumoniae, Haemophilus ducreyi и Kingella kingae ).
N-связанное гликозилирование является важным процессом, особенно у эукариот, где более половины всех белков имеют присоединенные N-связанные сахара и где это наиболее распространенная форма гликозилирования. Эти процессы также важны у прокариот и архей. У животных, например, процессинг белка в эндоплазматическом ретикулуме и некоторые функции иммунной системы зависят от гликозилирования.
Основными субстратами N-гликозилтрансфераз являются адгезины. Адгезины - это белки, которые используются для колонизации поверхности, часто слизистой поверхности в случае патогенных бактерий. Гомологи N-гликозилтрансферазы были обнаружены у патогенных гаммапротеобактерий, таких как Yersinia и другие pasteurellaceae. Эти гомологи очень похожи на фермент Actinobacillus pleuropneumoniae и могут гликозилировать N-гликозилтрансферазы Haemophilus influenzae HMW1A адгезин.
, что может быть новым инструментом, учитывая, что им не требуется липидный носитель для выполнения своей функции. Гликозилирование важно для функции многих белков, и производство гликозилированных белков может быть проблемой. Возможное применение инструментов гликозинженерии включает создание вакцин против полисахаридов, связанных с белками.
