Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
HslVU
Материал из https://ru.wikipedia.org

HslVU (HslUV, ClpYQ) — протеаза из группы АТФ-зависимых протеаз, присутствующая у многих бактерий, включая Escherichii coli и Bacillus subtilis. Состоит из двух компонентов, HslU (ClpY) — АТФ-зависимый шаперон и активатор протеолитической активности у HslV (ClpQ) — собственно протеазы. Активный комплекс состоит из двух колец из шести белковых субъединиц HslV, соединённых вместе, и по кольцу из шести белковых субъединиц HslU с каждой стороны. Кольца соединены вместе, образуя полый цилиндр, при этом кольца HslU находятся со внешней стороны. Как и у всех других АТФ-зависимых протеаз, активный сайт находится внутри цилиндра, и полипептидный субстрат должен быть развёрнут и активно перемещён внутрь для того, чтобы произошел протеолиз[1],[2],[3],[4].

Содержание

HslU

HslU является шапероном, распознающим, разворачивающим и преносящим белки-субстраты внутрь полости протеазной части. HslU, является членом обширного семейства ААА АТФаз (ATPases Associated with diverse cellular Activities, АТФазы связанные с различными клеточными активностями)[5],[6]. HslU — гомолог СlpX, АТФ-зависимого шаперона, компонента ClpXP протеазы[7]. Благодаря этому, а также определённой схожести строения и функционирования, HslVU получил своё второе имя, также широко используемое — «ClpYQ». HslU состоит из трёх доменов: N-концевой домен, вставленный в него Промежуточный домен (англ. «Intermediate», I-домен) и С-концевой домен. В N-концевом домене находятся традиционные мотивы Walker A и Walker B, участвующие в связывании и расщеплении АТФ[7]. Промежуточный домен ответственен за связывание и распознавание субстратов[8]. С-концевой домен вместе с частью N-концевого домена участвует во взаимодействии с HslV[4]. N-концевой домен содержит GYVG-мотив, необходимый для разворачивания субстрата и перенесения его в HslV[7].

HslV

В отличие от HslU, имеющего гомологию с ClpX, HslV не имеет гомологии с ClpP или какой-нибудь другой бактериальной протеазой. Вместо этого он имеет слабую гомологию с протеолитической субъединицей эукариотической протеосомы[9]. Так же как и у протеосомы каталитическую роль выполняет N-концевой остаток треонина[10] (хотя у B. subtilis N-концевой и каталитический остаток — серин)[11]. Таким образом HslV принадлежит к группе N-концевых протеаз[12]. HslV является + белком. Сам по себе HslV слабо активен. Необходимо взаимодействие с HslU, чтобы активировать протеазный компонент[4].

Распространение

HslVU не представлен так широко в различных группах бактерий, как другие АТФ-зависимые протеазы, такие как ClpP, Lon, FtsH. Тем не менее HslVU присутствует у -, - и -протеобактерий, фирмикут, спирохет и таких древних групп как Aquifex и Thermotoga[12]. Кроме того, он присутствует в митохондриях таких групп низших эукариот как Trypanosoma, Leishmania, Plasmodium, Amoebozoa, Chromalveolata, Rhizaria, Excavata, а также некоторых растений[13].

Субстраты

У E. coli субстратная специфичность HslVU во многом пересекается со специфичностью Lon[14]. Также как и Lon, HslVU распознаёт и разрушает неправильно свёрнутые или аггрегированные белки, особенно при тепловом шоке[15]. Два классических субстрата Lon — ингибитор клеточного деления SulA и регулятора синтеза бактериальной капсулы RcsA, являются также субстратами для HslVU[16],[17]. HslVU также способен разрушать белки с SsrA-хвостом[18]. Ещё одним субстратом для HslVU является 32 — сигма фактор, отвечающий за транскрипцию белков теплового шока[15].

Регуляция

HslU и HslV находятся друг за другом в одном опероне. Экспрессия этого оперона индуцируется при тепловом шоке, что повышает в несколько раз уровень этой протеазы в клетке[19]. При этом HslVU участвует в разрушении аггрегированных и денатурированных теплом белков. Как большинство других белков теплового шока, оперон индуцируется 32 — сигма фактором теплового шока[20].

Примечания
  1. Six-fold rotational symmetry of ClpQ, the E. coli homolog of the 20S proteasome, and its ATP-dependent activator, ClpY. Kessel et al. FEBS Lett. 1996 Dec 2;398(2-3):274-8. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  2. HslV-HslU: A novel ATP-dependent protease complex in Escherichia coli related to the eukaryotic proteasome. Rohrwild et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996 Jun 11;93(12):5808-13. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  3. Crystal structures of the HslVU peptidase-ATPase complex reveal an ATP-dependent proteolysis mechanism. Wang et al. Structure. 2001 Feb 7;9(2):177-84. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  4. 1 2 3 Functional interactions of HslV (ClpQ) with the ATPase HslU (ClpY). Ramachandran et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 May 28;99(11):7396-401. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  5. Distantly related sequences in the alpha- and beta-subunits of ATP synthase, myosin, kinases and other ATP-requiring enzymes and a common nucleotide binding fold. Walker et al. EMBO J. 1982;1(8):945-51. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 25 октября 2016 года.
  6. The heat-shock protein HslVU from Escherichia coli is a protein-activated ATPase as well as an ATP-dependent proteinase. Seol et al. Eur J Biochem. 1997 Aug 1;247(3):1143-50. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 25 октября 2016 года.
  7. 1 2 3 Sequence analysis of four new heat-shock genes constituting the hslTS/ibpAB and hslVU operons in Escherichia coli. Chuang et al. Gene. 1993 Nov 30;134(1):1-6. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 25 октября 2016 года.
  8. Characterization of the Escherichia coli ClpY (HslU) substrate recognition site in the ClpYQ (HslUV) protease using the yeast two-hybrid system. Lien et al. J Bacteriol. 2009 Jul;191(13):4218-31. doi: 10.1128/JB.00089-09. Epub 2009 Apr 24. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 25 октября 2016 года.
  9. Proteasomes and other self-compartmentalizing proteases in prokaryotes. De Mot et al. Trends Microbiol. 1999 Feb;7(2):88-92. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  10. Identification and characterization of HsIV HsIU (ClpQ ClpY) proteins involved in overall proteolysis of misfolded proteins in Escherichia coli. Missiakas et al. EMBO J. 1996 Dec 16;15(24):6899-909. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 30 мая 2016 года.
  11. The ATP-dependent CodWX (HslVU) protease in Bacillus subtilis is an N-terminal serine protease. Kang et al. EMBO J. 2001 Feb 15;20(4):734-42. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  12. 1 2 Семейство Т1. Дата обращения: 15 декабря 2013. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  13. Eubacterial HslV and HslU subunits homologs in primordial eukaryotes. Couvreur et al. J Mol Biol Evol. 2002 Dec;19(12):2110-7. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  14. Redundant in vivo proteolytic activities of Escherichia coli Lon and the ClpYQ (HslUV) protease. Wu et al. J Bacteriol. J Bacteriol. 1999 Jun;181(12):3681-7. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 11 апреля 2015 года.
  15. 1 2 Synergistic roles of HslVU and other ATP-dependent proteases in controlling in vivo turnover of sigma32 and abnormal proteins in Escherichia coli. Kanemori et al. J Bacteriol. 1997 Dec;179(23):7219-25. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  16. Overexpression of the hslVU operon suppresses SOS-mediated inhibition of cell division in Escherichia coli. Khattar FEBS Lett. 1997 Sep 8;414(2):402-4. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 28 мая 2016 года.
  17. Regulation of RcsA by the ClpYQ (HslUV) protease in Escherichia coli. Kuo et al. Microbiology. 2004 Feb;150(Pt 2):437-46. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
  18. Lies and Maurizi, J Biol Chem. 2008 Aug 22;283(34):22918-29. doi: 10.1074/jbc.M801692200. Epub 2008 Jun 12. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 8 сентября 2017 года.
  19. Characterization of twenty-six new heat shock genes of Escherichia coli. Chuang and Blattner J Bacteriol. 1993 Aug;175(16):5242-52. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 9 апреля 2015 года.
  20. Regulation of clpQY (hslVU) gene expression in Escherichia coli. Lien et al. Open Microbiol J. 2009;3:29-39. doi: 10.2174/1874285800903010029. Epub 2009 Mar 17. Дата обращения: 3 октября 2017. Архивировано 15 декабря 2013 года.
Downgrade Counter