미코팩토신

Mycofactocin

마이코팩토신은 RiPP(리보솜 합성 및 번역 후 변형된 펩타이드)로 알려진 타입의 펩타이드에서 파생된 작은 분자로, 미코박테리움의 여러 종류에서 자연적으로 발생한다. 그것은 2011년 생물정보학 연구에서 발견되었다.[1]

이름

'마이코팩토신'이라는 명칭은 속명 '마이코박테리움'(거의 보편성에 가까운 산물), 게놈에 존재하기 때문에 '코팩터', 특정 효소 계열의 공동 발생을 예측하기 때문에 '코팩터', 생합성에 중요한 급진적인 SAM 효소인 mftC가 존재하기 때문에 '박테리오신'이라는 세 단어에서 유래되었다. 그 전구 펩타이드로부터 박테리오신인 아틸로신 A의 생합성을 위한 핵심 효소와 밀접한 관련이 있다.

함수

미코팩토신은 니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(NAD)를 가진 효소인 니코틴아미노프로테인스를 포함하는 리독스 경로에 역할을 하는 것으로 생각된다.[2] 이러한 개념은 myco factococin과 pyrloquinoline kinnone (PQQQ) 사이의 많은 유사점을 강조한 비교 유전체학 연구에서 주로 유래한다.[3] 두 경우 모두 RiPP의 성숙은 급진적 SAM 효소에 의한 전구 펩타이드의 변환 후 수정을 필요로 하며, 시스템은 많은 종에서 매우 유사한 형태로 나타나며, 제품은 수출되기 보다는 세포 내에서 사용되는 것으로 보이며, 여러 효소 제품군은 이러한 시스템들과 함께 박테리아에서만 발생한다. 단일 게놈으로 인코딩된 putatively mycofactocin 의존적 산화효소의 수는 상당히 클 수 있다: Rhodoccus jostii RHA1의 경우 최소 19개, Mycccacterium avium의 경우만 SSR(단사슬 탈수소효소/감소) 계열의 경우 26개.

생합성

마이코팩토신 생합성 경로(mycoactocin biosynthesis path)는 현재까지 배열된 박테리아 게놈의 집합체 중 가장 풍부한 RiPP 시스템 중 하나이다. 그러나 종 분포는 결핵의 원인물질인 마이코박테리움 결핵을 비롯해 액티노박테리아 쪽으로 심하게 치우쳐 있어 인간의 세균성 병원균 중 1호 킬러다. 이 시스템은 토양 박테리아에서는 흔하지만, 인간의 정상적인 마이크로바이옴에서는 사실상 존재하지 않는다.

전구 펩타이드 MftA에서 나온 miccoactocin의 생합성은 전구결합 단백질 MftB의 도움을 받아 급진적인 SAM 효소 MftC에 의한 C-terminal tyrosine 잔여물의 데카복시화로부터 시작된다.[4][5] 그러나 MftC는 티라민-발렌 교차 링크를 도입하고 그 과정에서 또 다른 S-adenosylmethionine을 소비함으로써 쉽게 놓치기 쉬운 이소머화인 MftA 전구 펩타이드에 대한 추가 수정을 수행하는데 옆에 나타난다.[6] MftC에 의한 MftA에 대한 두 가지 수정의 필요성은 PQQQ의 전구체인 PqA에 대한 보존 수준과 비교하여 MftA의 마지막 8개 잔류물의 아미노산 보존의 높은 정도를 설명할 수 있다. 다음으로 크레아티닌아제 호몰로로그 MftE는 C-terminal dipptide, VY*(발라인-tyrosine, 여기서 *는 tyrosine이 이전에 수정되었음을 나타낸다)를 방출한다.[7] 다음으로, MftD는 VY에서 유래한 디펩타이드(dipptide)를 생물학적으로 활동적인 redox 중심이 있는 premycofactocin으로 변환한다.[8] 그리고 마지막으로 글리코실트전달효소 MftF는 다양한 크기의 베타-1,4 연동 과두계 포도당 체인을 프리마이코팩토신 위에 구축하며, 때로는 2-O-메틸글루코스와 같은 파생상품을 대체하기도 한다.[9] 따라서 마이코팩토신은 단일 화합물이 아니라, 그 대신 부착된 올리고당 성질이 다른 밀접하게 연관된 전자 운반체의 혼합물이다.

참조

  1. ^ Haft, Daniel H. (2011). "Bioinformatic evidence for a widely distributed, ribosomally produced electron carrier precursor, its maturation proteins, and its nicotinoprotein redox partners". BMC Genomics. 12: 21. doi:10.1186/1471-2164-12-21. PMC 3023750. PMID 21223593.
  2. ^ Haft DH, Pierce PG, Mayclin SJ, Sullivan A, Gardberg AS, Abendroth J, et al. (2017). "Mycofactocin-associated mycobacterial dehydrogenases with non-exchangeable NAD cofactors". Sci Rep. 7: 41074. Bibcode:2017NatSR...741074H. doi:10.1038/srep41074. PMC 5264612. PMID 28120876.
  3. ^ Haft, Daniel H. (2014). "Using comparative genomics to drive new discoveries in microbiology". Curr Opin Microbiol. 23: 189–96. doi:10.1016/j.mib.2014.11.017. PMC 4325363. PMID 25617609.
  4. ^ Bruender, NA; Bandarian, V (2016). "The Radical S-Adenosyl-l-methionine Enzyme MftC Catalyzes an Oxidative Decarboxylation of the C-Terminus of the MftA Peptide". Biochemistry. 55 (20): 2813–6. doi:10.1021/acs.biochem.6b00355. PMC 5331333. PMID 27158836.
  5. ^ Khaliullin, B; Aggarwal, P; Bubas, M; Eaton, GR; Eaton, SS; Latham, JA (2016). "Mycofactocin biosynthesis: modification of the peptide MftA by the radical S-adenosylmethionine protein MftC". FEBS Lett. 590 (16): 2538–2548. doi:10.1002/1873-3468.12249. PMID 27312813. S2CID 29288092.
  6. ^ Khaliullin B, Ayikpoe R, Tuttle M, Latham JA (2017). "Mechanistic elucidation of the mycofactocin-biosynthetic radical S-adenosylmethionine protein, MftC". J Biol Chem. 292 (31): 13022–13033. doi:10.1074/jbc.M117.795682. PMC 5546040. PMID 28634235.
  7. ^ Bruender NA, Bandarian V (2017). "The Creatininase Homolog MftE from Mycobacterium smegmatis Catalyzes a Peptide Cleavage Reaction in the Biosynthesis of a Novel Ribosomally Synthesized Post-translationally Modified Peptide (RiPP)". J Biol Chem. 292 (10): 4371–4381. doi:10.1074/jbc.M116.762062. PMC 5354501. PMID 28077628.
  8. ^ Ayikpoe RS, Latham JA (2019). "MftD Catalyzes the Formation of a Biologically Active Redox Center in the Biosynthesis of the Ribosomally Synthesized and Post-translationally Modified Redox Cofactor Mycofactocin". J Am Chem Soc. 141 (34): 13582–13591. doi:10.1021/jacs.9b06102. PMC 6716157. PMID 31381312.
  9. ^ Peña-Ortiz L, Graça AP, Guo H, Braga D, Köllner TG, Regestein L; et al. (2020). "Structure elucidation of the redox cofactor mycofactocin reveals oligo-glycosylation by MftF". Chem Sci. 11 (20): 5182–5190. doi:10.1039/d0sc01172j. PMC 7491314. PMID 33014324.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)

외부 링크