Ubikitin bakteriyel - Ubiquitin bacterial - Wikipedia

Ubikitin bakteriyel
Tanımlayıcılar
SembolUBact
InterProIPR037543
Şekil 1. UBact Pup homologunun bir diyagramı. Phyre2 sunucusu, bakteriden UBact Pup homologunun yapısını tahmin etmek için kullanıldı Methylacidiphilum infernorum. Pup'a benzerliği göz önüne alındığında, Pup'un çözümde araçsal olarak düzensiz olduğu kanıtlandığından bir yapının tahmini şüphelidir (referanslar için metne bakın).

Ubikitin Bakteriyel (UBact), homolog bir proteindir. Prokaryotik ubikuitin benzeri protein (Yavru). UBact yakın zamanda Profesör grubu tarafından tanımlandı Aaron Ciechanover -de Technion, İsrail.[1]

Ubikitin arasında her yerde bulunmasından dolayı seçildi ökaryotlar UBact ('Ubiquitin bakterisi') çok sayıda bakteri türü arasında çok sınırlıdır.[1] 'Ubiquitin Bakteriyel' ve 'Prokaryotik ubikitin benzeri protein' terimleri, ubikitin ile UBact / Pup arasında büyük ölçüde bulunmayan moleküler bir benzerlik olduğunu göstermektedir.[2] Ubiquitin, çözelti içinde oldukça kararlı üç boyutlu bir yapı varsayarken,[3] Pup'ın grubuna ait olduğu görüldü doğası gereği bozuk proteinler.[4][5]

UBact teriminin Pup'tan ayrımını haklı çıkarmak için bugüne kadar hiçbir deneysel kanıt sunulmadığından, UBact teriminin kurulması tartışmalıdır.[1] UBact terimi, Nitrospirae filumundan birkaç bakteri türü olduğu için belirtilmiştir (UBact başlangıçta tanımlanmıştır; örn. Leptospirillum ferriphilum ) hem Pup-proteazom sistemini içerir[6] ve ele alınması gereken yeni bir ORF-proteazom sistemi[7] ve bu nedenle UBact olarak adlandırıldı.[1] Bu Nitrospirae bakterilerindeki UBact ve Pup lokuslarına komşu olan konjugasyon-proteazom bileşenleri zayıf benzerlik gösterir ve muhtemelen tamamen gereksiz değildir. Şekil 2, arasındaki farkları göstermektedir. UBact ve Yavru temsili Nitrospirae bakterisindeki lokuslar Leptospirillum ferrodiazotrophum. UBact (ve Pup değil) lokusunun diğer analizleri Leptospirillum ferrodiazotrophum Şekil 3'te gösterildiği gibi, birkaç gram-negatif bakteri filumunda varlığını ve aşırı korunmasını ortaya koydu.

Şekil 2. Benzerliklerini değerlendirmek için Leptospirillum ferrodiazotrophum bakterisinden UBact (EES53751) ve Pup (EES52728) hizalaması.
Şekil 3. Muazzam evrimsel mesafe boyunca UBact C-terminal korunumunun gösterilmesi.

Sekanstaki büyük farklılığa rağmen, UBact Pup'a homologdur ve onunla birkaç özelliği paylaşır: (i) homolog bir gen kümesi içinde aynı genomik konum Mpa -> Dop -> Pup / UBact -> PrcB -> PrcA -> PafA, (ii) Bakteriyel türler arasında yalnızca glutamin veya glutamat ile biten C-terminal dizisi, (iii) kısa boyut (ubikitininkine benzer) ve (iv) muazzam evrimsel mesafe boyunca yüksek dizi koruma (aynı zamanda ortak bir özellik) ubiquitin). UBact ve Pup arasındaki farklar, taksonomik dağılımları ve amino asit dizileridir. Pup ağırlıklı olarak gram pozitif filum Aktinobakteriler, UBact yalnızca gram negatif aşağıdaki beş filumdan bakteriler: Nitrospirae, Verrucomicrobia, Armatimonadetes, Nitrospinae ve Planctomycetes. UBact ayrıca birkaç kişinin genomunda tanımlandı adaylık bakteriler ve özellikle aday bölümleri Asetotermi, Handelsmanbacteria, Fraserbacteria, Terrybacteria, Poribacteria, Parcubacteria ve Yanofskybacteria.[1] Amino asit dizisi ile ilgili olarak, Yavru ve Ubikitin UBact, C-terminalinde bir di-glisin motifi içermez. Aksine, genellikle R [T / S] G [E / Q] dizisi ile biter (bkz. Şekil 3).

Pup'ın 2008'de keşfedilmesinden bu yana neredeyse on yıl geçti.[8] UBact'i tanımlamak için. Bunun nedeni muhtemelen Pup ve UBact amino asit dizileri arasındaki farktır ve UBact'in bulunduğu beş filumdan çok az bakteri dizilenmiştir.[1]

UBact'in bulunduğu filumdaki bakteriler insanlarla etkileşime girer,[9][10] ve insan bağırsağı mikrobiyotasında bulunur.[11] Deniz sistemlerinde en sık karşılaşılan nitrojen oksitleyen bakteriler, UBact kodlamasıyla ilgilidir. Nitrospina gracilis [12] Pup-proteazom sistemi hakkında biriken bilgilerden ve bunun bakteriyel dayanıklılık ve hastalığa neden olma kabiliyetindeki önemi,[13][14] homolog UBact-proteazom sisteminin, bulunduğu yerde gram-negatif bakteriler üzerinde benzer etkiye sahip olması beklenmektedir. İnsanların yanı sıra, canlı hayvan ve suda yüzen balıklar gibi hayvanların da sırasıyla toprakta ve suda yüzen UBact içeren bakterilere sürekli maruz kalması beklenir.

Evrimsel perspektiften, gram-negatif bakterilerde UBact-proteazom sisteminin bulgusu, Pup / UBact-proteazom sistemlerinin 3000 milyon yıl önce gram pozitif ve negatif sınıflara ayrılmadan önce bakterilerde evrimleştiğini göstermektedir.[15] veya bu sistemlerin farklı bakteri soyları tarafından edinildiğini yatay gen transferi henüz bilinmeyen üçüncü bir organizmadan. İkinci olasılığı desteklemek için, kültürlenmemiş anaerobik metanotrofik Archaeon'un (ANME-1; lokus) genomunda iki UBact lokusu bulundu. CBH38808.1 ve yer CBH39258.1 ). Daha fazla olasılık var.

Güncelleme: UBact ayrıca gram negatif bakteri filumunda da bulunur Gemmatimonadetes (Örneğin., A0A2E8WA32, A0A2E3J6F7, A0A2E7JSE3 ) aday filumda Latescibacteria (daha önce WS3 olarak biliniyordu; ör. A0A3D2RHP4, A0A3D5FTR6, A0A3D4H075, ve A0A3B8MMW3 ) ve Abditibacteriota filumunda (önceden aday filum FBP; ör. A0A2S8SU03 ).

Referanslar

  1. ^ a b c d e f Lehmann G, Udasin RG, Livneh I, Ciechanover A (Şubat 2017). "Bir ubikitin benzeri protein olan UBact'in, bir konjugasyon sisteminin diğer homolog bileşenleri ve farklı gram-negatif bakterilerdeki proteazom ile birlikte tanımlanması". Biyokimyasal ve Biyofiziksel Araştırma İletişimi. 483 (3): 946–950. doi:10.1016 / j.bbrc.2017.01.037. PMID  28087277.
  2. ^ Delley CL, Müller AU, Ziemski M, Weber-Ban E (Kasım 2017). "Prokaryotik Ubikitin Benzeri Protein ve Ligaz / Deligaz Enzimleri". Moleküler Biyoloji Dergisi. 429 (22): 3486–3499. doi:10.1016 / j.jmb.2017.04.020. hdl:20.500.11850/191988. PMID  28478282.
  3. ^ Vijay-Kumar S, Bugg CE, Cook WJ (Nisan 1987). "1.8 A çözünürlükte rafine ubikuitinin yapısı". Moleküler Biyoloji Dergisi. 194 (3): 531–44. doi:10.1016/0022-2836(87)90679-6. PMID  3041007.
  4. ^ Chen X, Solomon WC, Kang Y, Cerda-Maira F, Darwin KH, Walters KJ (Eylül 2009). "Prokaryotik ubikuitin benzeri protein yavrusu doğası gereği bozuktur". Moleküler Biyoloji Dergisi. 392 (1): 208–17. doi:10.1016 / j.jmb.2009.07.018. PMC  2734869. PMID  19607839.
  5. ^ Liao S, Shang Q, Zhang X, Zhang J, Xu C, Tu X (Ağustos 2009). "Prokaryotik ubikuitin benzeri bir protein olan Pup, doğası gereği bozuk bir proteindir". Biyokimyasal Dergi. 422 (2): 207–15. doi:10.1042 / BJ20090738. PMID  19580545.
  6. ^ "Ubikitin benzeri protein Pup [Leptospirillum ferriphilum] - Protein - NCBI".
  7. ^ "Ubikitin benzeri protein UBact [Leptospirillum ferriphilum] - Protein - NCBI".
  8. ^ Pearce MJ, Mintseris J, Ferreyra J, Gygi SP, Darwin KH (Kasım 2008). "Mycobacterium tuberculosis'in proteazom yolunda yer alan ubikitin benzeri protein". Bilim. 322 (5904): 1104–7. Bibcode:2008Sci ... 322.1104P. doi:10.1126 / science.1163885. PMC  2698935. PMID  18832610.
  9. ^ Kowarsky M, Camunas-Soler J, Kertesz M, De Vlaminck I, Koh W, Pan W, vd. (Eylül 2017). "İnsanları kolonileştiren çok sayıda karakterize edilmemiş ve son derece farklı mikroplar, hücresiz DNA'nın dolaşımıyla ortaya çıkarılır". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 114 (36): 9623–9628. doi:10.1073 / pnas.1707009114. PMC  5594678. PMID  28830999.
  10. ^ Drancourt M, Prebet T, Aghnatios R, Edouard S, Cayrou C, Henry M, ve diğerleri. (Eylül 2014). "Lösemi, döküntü, ishal ve mikronodüler pnömonisi olan ateşli aplastik hastalarda planktomiset DNA". Klinik Mikrobiyoloji Dergisi. 52 (9): 3453–5. doi:10.1128 / JCM.01207-14. PMC  4313204. PMID  24920769.
  11. ^ Dubourg G, Lagier JC, Armougom F, Robert C, Audoly G, Papazian L, Raoult D (Şubat 2013). "Geniş spektrumlu antibiyotik tedavisinin ardından Verrucomicrobia tarafından insan bağırsağının yüksek düzeyde kolonizasyonu". International Journal of Antimicrobial Agents. 41 (2): 149–55. doi:10.1016 / j.ijantimicag.2012.10.012. PMID  23294932.
  12. ^ Lücker S, Nowka B, Rattei T, Spieck E, Daims H (2013). "Nitrospina gracilis'in Genomu, Büyük Deniz Nitrit Oksitleyicisinin Metabolizmasını ve Evrimini Aydınlatır". Mikrobiyolojide Sınırlar. 4 (27): 27. doi:10.3389 / fmicb.2013.00027. PMC  3578206. PMID  23439773.
  13. ^ Becker SH, Darwin KH (Mart 2017). "Bakteriyel Proteazomlar: Mekanistik ve Fonksiyonel Görüşler". Mikrobiyoloji ve Moleküler Biyoloji İncelemeleri. 81 (1): e00036–16. doi:10.1128 / MMBR.00036-16. PMC  5312241. PMID  27974513.
  14. ^ Elharar Y, Roth Z, Hecht N, Rotkopf R, Khalaila I, Gur E (Mart 2016). "Pup-proteazom sistemindeki koordineli enzim aktivitelerinin posttranslasyonel düzenlenmesi". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 113 (12): E1605-14. Bibcode:2016PNAS..113E1605E. doi:10.1073 / pnas.1525185113. PMC  4812726. PMID  26951665.
  15. ^ Marin J, Battistuzzi FU, Brown AC, Hedges SB (Şubat 2017). "Prokaryotların Zaman Ağacı: Evrimlerine ve Türleşmelerine İlişkin Yeni Görüşler". Moleküler Biyoloji ve Evrim. 34 (2): 437–446. doi:10.1093 / molbev / msw245. PMID  27965376.