17 Aralık 2017,Pazar
Anasayfa » Tag Archives: bakterinin

Tag Archives: bakterinin

Antibiyotik direncine neden olan bakterinin gen transferi engellendi | Sağlık |

     Dünya Bülteni / Haber Merkezi Kanada'daki Montreal Üniversitesi araştırmacıları, antibiyotik direncine yol açan ve kromozom dışı DNA parçacıkları olan plazmidlerin bakteriler arası transferini engellemeyi başardı. Araştırmacılar, plazmidlerin transferindeki en önemli unsurlardan TraE proteinlerine bağlanmış küçük kimyasal molekülleri taradı. X Işını Kristalografisi ile yapılan analizler Tradukte protein de bu moleküllerin bağlanmasıyla bulundu. Araştırmacılar, bağlanma faaliyetinin saptanmasıyla daha güçlü bağlayıcı moleküller …

Devamını Oku »

Metanobaktiğin ve Bakır ile Bactanın Bağlantısı … Özet Methanobactins (mbs), düşük molekül ağırlıklı (<1,200 Da) bakır- Birçok metan oksitleyici bakteri (metanotrof) tarafından üretilen bağlayıcı peptidler veya chalkophores. Bu moleküller belirli demir bağlama sideroforlarına benzerlikler gösterir, ancak bakır sınırlamasına yanıt olarak eksprese edilir ve salgılanır. Yapısal olarak, mbs, bakır koordinasyon bölgesini oluşturan ilişkili tiyoamit gruplarına sahip bir çift heterosiklik halkayla karakterize edilir. Halkalardan biri her zaman bir oksazolondur ve ikinci halka bir oksazolon, bir imidazolon veya bir pirazindion parçasıdır. Mb molekülü, (i) halka oluşumu, (ii) bir lider peptid dizisinin bölünmesi ve (iii) bazı durumlarda bir sülfat grubunun eklenmesi de dahil olmak üzere bir dizi posttranslasyonel modifikasyona uğramış bir peptid öncüsünden kaynaklanmaktadır. İşlevsel olarak, mbs bakır alım sisteminin hücre dışı bileşenini temsil eder. Bakır alımındaki bu rolü ile tutarlı olarak, mbs bakır iyonları için yüksek afiniteye sahiptir. Bağlandıktan sonra, mbs hızla Cu 2+ 'i Cu 1+ e indirir. Bağlayıcı bağlamaya ek olarak, mbs çoğu geçiş metalini ve geçiş metaline yakın bağlar ve ana metanotrof yanı sıra diğer bakterileri toksik metallerden korur. Mbslere, başta redoks ve metal bağlayıcı özelliklerine dayanan diğer birçok fizyolojik fonksiyonlar atanmıştır. Bu derlemede, bu yeni metal bağlayıcı peptit tipinin mevcut durumunu inceliyoruz. Potansiyel uygulamalarını, mbslerin çoklu metallerin biyoyararlanımını nasıl değiştirebildiğini ve mbs'lerin metanotrofların fizyolojisinde nasıl oynayabileceğini de keşfediyoruz. GİRİŞ Methanobactins (mbs) ilk önce aerobik metan oksitleyici bakterilerde (metanotroflar) tanımlandı. Bu göze çarpan bakteri grubu, karbon ve enerjinin tek kaynağı olarak metan kullanarak büyüyebilir. Oksijen ve metanın bulunduğu ortamlarda bulunurlar ve biyosferde üretilen metanların çoğunun tüketilmesinde önemli bir rol oynarlar ve böylece küresel ısınmaya olan etkilerini azaltıyorlar (1, -4). Metanogenezis (5) yoluyla üretilen, ucuz, kolay bulunabilen ve yenilenebilir karbon kaynağı ile üretildikleri takdirde, metanotrofların toplu ve ince kimyasalların üretimi için ve çevre kirleticilerin biyolojik olarak temizlenmesinde önemli bir potansiyeli vardır (2, 6 , -8). Metan üzerinde yetişen bir bakterinin ilk raporu, 1906'da Hollanda'da Delft'te bulunan Beijerinck'in laboratuvarında çalışan Söhngen tarafından yapıldı; bu gaz, 1906'da Bacillus metanicus'un izolasyonunu Su bitkileri ve gölet suyu (9). 50 yıl sonra bu mikropun yeniden izole edildiği ve adı değiştirildi Pseudomonas metanica (10, 11). İkinci metanotrof, Metilokokus kapsülatus (Texas türü), 1966'da izole edildi (12). Methanotrof biyolojisindeki bir dönüm noktası, Whittenbury ve meslektaşları tarafından çeşitli karasal ve tatlı su ortamlarından izole edildiğinde ve metan üzerinde büyüyen 100 yeni aerobik metanotrofu anlatan 1970'de geldi (13). Daha sonra bu metanotrofların metan üzerinde yetişebilme yeteneği, karbon asimilasyonunun yolakları, istirahat evreleri (kistler ve sporlar) oluşumu, morfoloji, kompleks intrasitoplazmik zarın bulunduğuna dayanarak tip II'ye karşı tip II sınıflandırması geliştirdiler. Düzenlemeler ve DNA'ların mol yüzdeleri G + C içeriği. Daha sonra, Bowman ve meslektaşları çeşitli ortamlardan benzer sayıda metanotrof izole etti ve bunları Whittenbury ve meslektaşlarının programına ve 16S rRNA filogenezine (14, 15) göre sınıflandırdılar. O sırada hiçbir DNA sıralamasının yapılmamış olmasına rağmen, Whittenbury ve arkadaşlarının genel sınıflandırma şeması bugün metanotrofların gruplandırılmasında sağlam ve kullanışlı bir yöntem olmaya devam etmektedir. Buna göre şu anda 15 jenerat metanotrof bulunmaktadır Gammaproteobakteri sınıfının Methylococcaceae ve 3'ünde Methylothermaceae ailesi bulunmaktadır. Metilobakter Metilokaldum Metilokokus Metilogea Metiloglobulus Metilomagnum ] Metilomarinat Metilpomfurus Metilfosfamid Metilfosfat, Metilpomkarboksilik Asit Metanol, Metilokarboksilik Asit Metilpomkarboksilik Asit Metilpomkarboksilik Asit Metanol (19459016, Metilosarkin (19459016) ve Metilovüum ailesi metanotroflarıdır ve Metilohalobius Metilomarinovum , Ve Metiltermermus Metiltothermaceae familyasındaki metanotroflardır (16, -21, 227). Methylocystaceae familyasında ve Metilocella familyasında Alphaproteobacteria cins Methylosinus ve Methylocystis , Metiloferula ve Metilokapsa 'nın ailesi Beijerinkiaceae'de . Son 15 yılda, çoğul bileşiklerini büyüme için kullanabilen Metilokolella Metilokapsa ve Metilokistis cinslerinde fakültatif metanotroflara ilişkin raporlar artmaktadır Metan (22, -26). Günümüzde ayrıca, Crenothrix ve Clonothrix gibi diğer cinslerden filamentli metanotroflar ve yüksek sıcaklıklarda büyüyen ve düşük sıcaklıklarda yetişen cins Methylacidiphilum'un nonproteobakteriyel (verrucomicrobial) metanotrofları PH da yakınlarda keşfedilmiştir (27). Son olarak NC10 filumunun bir üyesi olan "Candidatus Metilomirabilis oksifizasyonu" zorunlu anaerob olmasına rağmen metan oksidasyonu için dioksijen ürettiğini gösterdi (28,29). Birlikte ele alındığında, bu veriler gezegenimizin birçok ekosisteminde metanotrofik bakterilerin yaygın doğasını açık bir şekilde göstermektedir. Metanotrofların fizyolojisi ve biyokimyası Metanotroflar metan'ı bir enerji kaynağı olarak kullanabilir ve ayrıca (6, 30, 31) için karbon sağlamaktır. Metanın metanole ilk oksidasyonu metan monooksigenaz enzim (MMO) tarafından katalize edilir. Aynı moleküler metan oksidasyon problemine (32, -37) evrimsel olarak bağımsız çözümler üreten MMO, membrana bağlı veya partikülat MMO (pMMO) ve sitoplazmik veya çözünür MMO (sMMO) olmak üzere iki yapısal ve biyokimyasal açıdan farklı formlar vardır . SMMO, aynı zamanda sınıf I ribonükleotid R2 alt-birimi için homolog olan çözünebilir di-demir monooksigenazlar (SDIMOs) (38) olarak bilinen geniş bir bakteri hidrokarbon oksijenaz grubuna ait olan üç komponentli bir bin nuclear demir aktif merkez monooksigenazdır Redüktaz. Methylococcus capsulatus (Bath) (39, -43) ve Methylosinus trichosporium OB3b (44, -47) 'den elde edilen iki çok benzer sMMO sistemi ayrıntılı olarak incelenmiştir. SMMO altı genli bir operon, mmoXYBZDC tarafından kodlanır ve üç bileşene sahiptir: (i) bir α-hidroksilazokinaz ile bir 250-kDa hidroksilaz (19459022) α alt birimlerinin (MmoX) substrat oksijenasyonunun meydana geldiği yerde çift çekirdekli demir aktif merkezini içerdiği yapı, (ii) flavin adenin dinükleotidli 39-kDa NAD (P) H bağımlı redüktaz (MmoC) FAD) ve Fe (19459022) 2 2 protez grupları ve (iii) protein B olarak bilinen bir 16-kDa bileşenini (MmoB) veya protez grupları içermeyen kuplaj / geçitlendirme proteini veya Metal iyonları (39, 48). Protein B için (39, 53, 54) hidroksilaz bileşeni (49, -52), nükleer manyetik rezonans (NMR) -tabutulan yapılar için X-ışını kristal yapıları vardır ve bu bileşiğin flavin alanı için bir NMR türetilmiş yapı vardır Redüktaz (55). Üç bileşen tarafından oluşturulan kompleks, küçük açı X-ışını saçılım analizi ve biyofiziksel olarak elektron paramanyetik rezonans spektroskopi, ultra-santrifüjleme ve kalorimetrik analiz ile yapısal olarak incelenmiştir (56, 57). SMMO'nun katalitik döngüsü kapsamlı bir şekilde incelenmiş ve çift-çekirdekli demir merkezindeki oksijen ve hidrokarbon aktivasyon mekanizmasının anlaşılmasına yönelik mükemmel ilerlemeler yapılmıştır (45) (45, 58, -62). Bununla birlikte, pMMO, bakır ve muhtemelen demir içeren membrana bağlı enzimdir (6, 37, 47, 63, 64). Tip I metanotroflardaki veziküler disklerin şeklini alan sıradışı intrasitoplazmik membranlar ve tip II organizmalarda eşleştirilmiş periferik tabakalar ile ilişkilidir (65, -75). İntrasitoplazmik membranlar pMMO'da zenginleştirilir ve sukroz yoğunluk gradyanlarında sedimantasyon hızı temelinde sitoplazmik membrandan fiziksel olarak ayrılabilir (76). PMMO'nun yapısı ve mekanizması hakkında bir anlayış, enzim çözünürken aktivite kaybından dolayı sMMO için olana göre daha yavaş ortaya çıkmıştır. PMMO, genler pmoCAB tarafından kodlanan yaklaşık 49, 27 ve 22 kDa'lık üç polipeptitten oluşur (77). Metanotroflarda genellikle bu pmo genlerinin birden fazla kopyası vardır (78, 79). Son yıllardaki araştırmalar, doğal pMMO'nun, hidroksilamin oksidoredüktaz ve amonyak monooksigenaz redoks çiftleri (82, -85) için bulunana benzer şekilde, pMMO'ya elektronlar (80, 81) sağlayabilecek metanol dehidrojenazı (MeDH) ile kompleks oluşturduğunu göstermiştir ). Bazı metanotroflar, mesela M. Kapsülatus (Banyo) ve M. Trichosporium OB3b, her iki MMO formunu üretebilir. En bilinen metanotroflar yalnızca pMMO'ya sahiptir, örneğin Metilomonas metanika Metilomikrobiyum album BG8, Metilokistis parvus OBBP ve verrukomikrobik ve NC10 metanotroflar. Beijerinckiaceae ailesindeki, örneğin Metilasella silvestris ve Metiloferula stellata içindeki sadece birkaç metanotrofun sMMO'ya sahip olduğu, ancak pMMO'ya sahip olmadığı (21, 86) MMO tarafından üretilen metanol, bir kalsiyum veya nadir toprak bağımlı pirroloquinoline quinone (PQQ) içeren MeDH (87, -91) ile formaldehite oksitlenir. Formaldehit, metanotrofik metabolizmanın metabolizmasının önemli bir koludur ve bir karbon (C 1 ara ürününün enerji elde etmek için CO 2'ye oksitlenebildiği veya asimile edildiği noktayı temsil eder Biyokütleye dönüştürdü. Formaldehid toksik olduğundan, metanotroflar bu metabolik ara maddenin birikimine karşı kendilerini korumalıdırlar. Formaldehit metabolizması için çoklu yollar metanotroflarda bulunur (2, 26, 92, -96). Örneğin, formaldehitin oksidatif dissimilasyonu, boya bağlı membrana bağlı (93) yoluyla ya da NAD + yoluyla tetrahidrometanopterine (H 4) [97,98] konjügasyonuyla ortaya çıkabilir ] Bağımlı (95, 96, 99) formaldehit dehidrogenazlar. Formül, formaldehidin formaldehit dehidrogenazlar tarafından oksidasyonundan kaynaklanır ve daha sonra metan, biyosentetik reaksiyonlar ve enerjinin oksidasyonu için NADH üreten bir NAD + [bağımlıformatdihidrojenazilekarbondioksit'eoksitlenirHücreiçinesil(100-102)Metanotroflaraynızamandaalfaproteobakteriyelvegammaproteobakteriyelmetanotroflardaaktifolanformaldehitinbiyokütleyeserinveribulozmonofosfat(RuMP)döngülerinefiksasyonuiçinikiyolasahiptirMetanotroflardakikarbonfiksasyonyolaklarıkapsamlıolarakgözdengeçirildi(bkzÖrneğinreferans6) Metanotroflardaki "Bakır Anahtar" Metan karakterizasyonu için erken teşebbüsler MMO'nun hücresel konumu hakkında farklı raporlar vasıtasıyla oksidasyon karmaşıktı. MMO'lar, suşuna ve bazı suşlar için raporlama laboratuvarına bağlı olarak çözünebilir veya membran ile ilişkili olarak tanımlanmıştır. Çeşitli gruplar başlangıçta partikül veya zar fraksiyonunda aktivite bildirdiler (103, 104), buna karşılık diğer gruplar çözünür fraksiyonda aktivite saptamıştı (105, 106). Sonraki çalışmalar hücresel konumun ekim koşullarına göre değiştiğini gösterdi. Oksijen kısıtlamasının çözünür fraksiyonda metan oksidasyonunu indüklediği bildirildi M. Trikosporium OB3b (36, 107). Bununla birlikte, oksijenin düzenleyici faktör olmadığı ve membrana bağlı ve çözünen aktiviteler arasındaki geçişin biyokütle konsantrasyonuyla ilişkili olduğu gösterildi (108). Bu "geçiş" in keşfedilmesinde tanımlayıcı an, Dalton ve meslektaşlarının M büyümeye çalıştıkları zamandı. Parvus OBBP, kemostat kültüründe yüksek hücre yoğunluklarına. M. Parvus OBBP, nispeten düşük hücre yoğunluklarında metan, hava ve nitrat mineral tuzları (NMS) çözeltisiyle birlikte verildiğinde büyümeyi durdurdu. Bununla birlikte, ek eser element çözümü eklendiğinde, kültürler derhal büyümeye başladı. İz element solüsyonundaki "gizli içerik", bakır iyonlarına indirgenmiştir (108). Daha sonra, M. Parvus OBBP, yalnızca bakır iyonlarına yüksek gereksinim getiren pMMO içeriyordu ve M ile o sırada gözlenen aynı yüksek hücre yoğunluklarına ulaşmasına izin verecek bir sMMO içermiyordu. Kapsülatus Banyo ve M. Trichosporium OB3b, bakır sınırlaması altında. Aynı suşlarla karşı karşıya kalındığında, suşlar sMMO'nun ifadesine geçti ve büyümeyi sürdürdü (35, 109). İlginç bir şekilde, bakırın daha önce sMMO içermeyen metanotrof olan Methanomonas margaritae 'nın büyümesini arttırdığı gösterildi, ancak bu orijinal gözlemler hiçbir zaman daha fazla araştırılmadı (110) Dalton ve arkadaşları Gözlemlerini detaylı bir şekilde incelediler ve bu "bakır geçiş" in varlığını kurdular, yani, iki farklı MMO formunun, hem sMMO hem de sMMO'ya sahip olan metanotrof kültürlerinin bakır-to-biyokütle oranına yanıt olarak metanotroflardaki ifadesinin düzenlenmesi PMMO. Metanotrofların metal bağımlı büyümesi üzerine daha önceki gözlemlerin birçoğunu açıklamalarını sağladı. Örneğin, M. Kapsülatus Banyo, sMMO'nun ekspresyonu yalnızca ortamdaki bakır iyonları tükendiğinde yüksek hücre yoğunluklarında gözlemlenirken, fazla bakır iyonlarının ilavesi bu metanotrofun aktif pMMO'yu ifade etmesine izin vermiştir. Daha sonra, Murrell ve meslektaşları moleküler seviyede, düşük konsantrasyonlarda bakır iyonlarıyla büyümenin altında sMMO ifadesi, sMMO gen kümesinin yukarı akışında σ 54 promotöründe başlatıldığını gösterdi ( mmoXYBZDC ). Tersine, yüksek bakır büyüme koşulları altında, sMMO ekspresyonu bastırılmış ve pMMO kodlayan genlerin yüksek seviyelerde ekspresyonu ( pmoCAB ) her ikisine de izin vermiştir. Trichosporium OB3b ve M. Kapsülatus Banyo, pMMO (34, 111, -113) kullanılarak büyüyecektir. Daha ileri araştırmalar bakırın metanotrofik fizyolojiyi ve gen ifadesini daha geniş ölçüde etkilediğini ortaya koymuştur. Örneğin, metanotroflardaki intrasitoplazmik zar içeriğinin büyüme ortamında bakır arttıkça arttığı bulundu (66, 109, 114). Bununla birlikte, bu tamamen beklenmedik değildi: pMMO'nun intrasitoplazmik zarlarda lokalize olduğu göz önüne alındığında, pMMO'nun daha fazla ekspresyonu ve aktivitesi bu zarların mantıksal olarak daha fazlasını gerektirir. Bununla birlikte, daha şaşırtıcı bir şekilde, pMMO'nun ve mxa operon tarafından kodlanan PQQ'ya bağlı MeDH'nin, intrasitoplazmik membranlara sabitlenmiş bir süper kompleks oluşturduğunu ve elektronun, PQQ-bağlantılı MeDH'den pMMO'ya In vivo metan oksidasyonunu tetikleyebilir (80,81). Son bulguyu destekleyerek yakın zamanda, pmo genlerinin ekspresyonu arttıkça arttığını değil, mxa operonundaki genlerin çoğunun da arttığını bulduk ) Proteomik yöntemle, metanın karbondioksit ile oksitlenmesindeki ilave basamaklar, lipid, hücre duvarı ve membran sentezinde rol oynayan proteinler gibi bakır kullanımının artmasıyla aşırı eksprese edildiği de gösterilmiştir ( 66, 115). Tersine, metanotrofların karbonu metandan poli-3-hidroksibutirat'a yöneltme yeteneği, bakırın bulunabilirliğini azaltarak artar (66, 116), bu da metanotrofların enerji metabolizmasının bakır tarafından kontrol edildiğini düşündürmektedir. Böyle bir sonuca Dalton ve arkadaşları daha önce ulaşmıştı ki metanotroflardaki metanotroflardaki biyolojik kütle verimi ve karbon dönüşüm etkinliği, bakır arttıkça, yani metanotroflar sMMO ifade ederek pMMO'yu ifade etmeye geçtiğinde (117) arttığını gösteriyordu. Dış zarın dış yüzeyindeki "yüzeysel" veya proteinler, bazı metanotroflarda bakır bulunması ile de kontrol edilir. Bakır alımına dahil olduğuna inanılan çok sayıda çoklu sitokrom ve proteinin ifadesi de bakırın bulunabilirliği arttıkça değişir ve çoğu durumda azalır (118, -123). Metanotrofların bakırı nasıl tuttuğu üzerine ilave bilgiler, yeni bir bakır depolama proteini ailesinin Csps'in keşfedilmesiyle sağlandı . Trikosporyum OB3b (124). Bu metanotrof, üç Csp'ye sahiptir: Csp1 ve Csp2, ikiz arginin translokaz hedefleme sinyal peptidlerini öngörmüşlerdir ve bu nedenle katlanmanın ardından sitosolik Csp3'den sonra ihraç edildiği düşünülmektedir. Csp1, paketin çekirdeğini gösteren Cys kalıntıları vasıtasıyla 52 Cu 1+ iyonuna kadar bağlanabilen dört heliks demetinin bir tetramerini oluşturur. SMMO'ya geçiş, vahşi türe göre, Δ csp1 csp2 mutantında hızlandırılmış olup, bu proteinlerin pMMO için bakır depolamada rol oynadığını ve bakır sınırlandığında bir dahili bakır kaynağı temin ettiğini düşündürmektedir. Bu koşullar altında, tüm Cu 1+ 'i Cspl'den kolayca kaldırabilen ve dolayısıyla Csp1 bağlı bakırın kullanılmasına yardımcı olan bir rol oynayabilecek mb üretilmektedir. ] Bir bakıra özgü alım sistemi öneren kanıtlar Bakır özgül alım sistemi ve hücre dışı bir bakır bağlama ligandının üretilmesi için ilk kanıt, yapıcı sMMO mutantlarının (sMMO ) fenotipik karakterizasyonu sırasında ortaya çıktı. C ) M. Trikosporyum [1958016] OB3b (125, 126). Phelps ve ark. (126), beş sMMO C mutantını M kültürleyerek izole etti. Trikosporium diklorometan mevcudiyetinde OB3b, metan monooksigenaz ile formetil klorüre dönüşümü için kometabolik dönüşümü takiben bir mutajen olarak işlev görür. SMMO C fenotipine ek olarak, sMMO mutantları bakır alımında kusurluydı (125, 127, 128). Kültür ortamında çözünür olmayan bakır karşısında sert bir artış da gözlendi ve Fe'ye benzer bir ekstraselüler Cu 2+ kompleks yapıcı ajan (lar) üretimine ilişkin spekülasyonlar teşvik edildi Fe 3+ Komplike siderophores (127). Sonraki çalışmalar düşük molekül kütleli bir bakır bağlama ligandının varlığını ortaya çıkarmıştır, ancak bu bileşiğin kimliğini belirlememişti (125, 127). Methanobactin'in İlk Tanımlanması ve İzolasyonu (Bir Bakır Bağlayıcı Bileşik veya "Chalkophore") Biraz paradoksal olarak, "bakır bağlayıcı ligand" veya "bakır bağlayıcı bileşik" önce M'den izole edildi. Kapsülat pMMO'nun arıtılması sırasında ve dolayısıyla yüksek bakır konsantrasyonlarında (73) banyo. Bu bakır bağlayıcı bileşiğin pMMO'dan ayrılması, düşük molekül ağırlıklı bir sarı-flüoresan bakır ihtiva eden molekülü ortaya çıkarmıştır. Bu molekülün renk ve flüoresan özellikleri, düşük bakır ortamda kültürlenen hücrelerde görülen suda çözünebilen pigmentinkine benzerdi (73). Bu suda çözünür pigmentin karakterizasyonu, pMMO ile birleşmiş bakır bağlayıcı bileşik ile özdeş olduğu ortaya çıktı (73, 128). Methanotroflarla suda çözünen pigmentlerin üretimi, birçok tip suşun ilk izolasyonu sırasında 40 yıl önce kaydedildi ancak düşük demirli ortamda kültürlenen hücrelerle ilişkilendirildi (13). Bakır bağlayıcı bileşik, molekülün Gram pozitif bakterilere karşı antimikrobiyal etkinliğine dayanılarak sonuçta metanobaktin (mb) olarak adlandırıldı (129, 130). Tanımlandıktan sonra, bu bakır bağlama bileşiği, bir dizi farklı metanotrofda izole edildi veya tanımlandı; bunlara aşağıdakileri içeren metil bromür albumin BG8 (131), Metiloksisit soyu SB2 (132), Metiloksisit (133), (197) Methylocystis hirsuta Methylocystis M türü (133) CSC1 (133) ve (suş SV97). Mb'lerin kristal yapıları M. Trichosporium [1358.016] OB3b (134,135), M. Hirsuta CSC1 (133) ve Metiloksisit suşu M (133) saptanmıştır. Ayrıca, Methylocystis suşu SB2 (132) ve Mbr'lerin kimyasal yapıları. Rosea (133) çıkarıldı. Bu yorum farazi mbs sıralı genomları ile Methanotroph anlaşılabilir sağladı bu mbs üzerinde durulacak. Methanobactins olarak Chalkophores İşlevsel olarak, mbs siderofor benzer. Sideroforlarda olduğu gibi, düşük bakır koşullarında (125, 126, 128, 136, -138) bakteriler tarafından üretilen düşük moleküler kütleli (<1,200-Da) bileşiklerdir. Yunancadan demir taşıyan ya da demir taşıyan siderophores'in adlandırılmasından sonra, mbsler chalkophores (bakır taşıyan ya da bakır taşıyan) (134, 139). Mbs şu anda bu grubun bilinen tek temsilcisi. Bir bakır alım sisteminin hücre dışı bileşeni rolü ile tutarlı olarak, mbs bakır iyonları için bilinen en yüksek bağlanma afinitelerine sahiptir (2, 131, 135, 138, 140, 141) (19459000) mb'lerin metal bağlayıcı afiniteleri ( K ). [PubMed] TABLO 1 "başlık =" Tablo 1 "/> Trikosporium Metil sistein M türü Methylocystis hirsuta methylcystis CSC1, Metilkistis Methylocystis rosea ve Methylocystis streyn SB2 bir Her ne kadar chalkophores ve siderofor Bir dizi özellik paylaştığında, bu iki metal bağlayıcı bileşik grubu çeşitli şekillerde ayrılabilir. Fitoziderofor domoik asit (142) haricinde, sideroforlar demir sınırlaması altında eksprese edilirken, chalkophores bakır sınırlaması altında eksprese edilir. Birçok siderofor bakır bağlar ve chalkophores demir bağlayabilir (142, -148); Bununla birlikte, farklı metal bağlama sabitleri iki grubu karakterize eder ve bu farka göre ayırt etmek için kolorimetrik analizler geliştirilmiştir (138, 149, 150). Yapısal olarak chalkophores, tipik heterosiklik halkalar ve ilişkili tiyoamit grupları (ve) ile siderophores'den farklıdır. Farklı halka sistemleri, molekülün metal bağlama özelliklerini (131, 133, -136, 138, 148, 151) tanımlamak ve karakterize etmek için kullanılabilen karakteristik UV-görünür emiş, dairesel dikroizm (CD) ve floresan spektral özelliklere sahiptir , -153). Uyarılma enerjisi transferi, ışık toplama komplekslerinin (155, -157) kromoforları için gözlemlendiği gibi mb'deki (136, 154) iki halka arasında meydana gelir ve bu da mbs'nin floresan özelliklerine neden olur. Örneğin, mbs emisyon yoğunluğu halkalardan birinin seçici hidrolizi ile artmakta ve metal eklenmesinin ardından emisyon yoğunluğu sıklıkla artmaktadır (132, 136, -138, 141, 148, 154). Yine, bu özellik hem mbs tanımlamada hem de karakterizasyonu için kullanılabilir Tam uzunlukta mb-OB3b'nin (135 (133) (C), mb- (133) (D) ve mb-SB2 (132) (A), mb- (E). yıldızlarla hepsini olmasa da bazı örneklerde görülmektedir ile Amino asitler işaretlenmiş. ve Çekirdek özellikleri Mbs. AA, amino asit (ler). R grupları Arg, Ile, Met veya Pro olabilir Ancak, açıklanan özelliklerin tamamı mbs'leri tanımlamak için yeterli değildir. Örneğin, Clostridium cellulolyticum mbs'lere (158, -160) benzer bir molekül kütlesi olan bir bakır bağlayıcı sekonder metabolit olan klosthioamid üretir ve benzer mbs'ler, closthioamid tiyoamid gruplarına sahiptir, Cu 2 + ila Cu 1+ 2+ 1+ 1+ 1+ ). Closthioamine ayrıca mb üretimini taramak için kullanılan sıvı veya plaka bir analiz olan bakır-krom azural S (Cu-CAS) tahliliyle pozitif çıkacaktır (138, 149, 161). Bununla birlikte, klosthioamid spektroskopik olarak mbs'den ayırt edilebilir; Örneğin, klostihoamid, altı tiyoamit kısmı ile ayrılmış iki karakteristik fenolik grubundan kaynaklanan, 270 nm'de maksimum tek bir UV-görünür emme mukavemeti gösterir. Dahası, klostihoamit bir dinükleer Cu 1+ kompleksi oluşturabilmektedir. Ayrıca, mbs'lerin aksine, klostihoamid sentezi bakır tarafından düzenlenmez ve mbs'nin aksine, molekülün bir poliketit sintazı ile üretildiğine inanılır (aşağıya bakınız). Benzer şekilde, düşük bakır koşullarında , Paraküs denitrifikalılar aynı zamanda, bakır alımında rol alan düşük molekül ağırlıklı bir 716.18-Da porfirin, kopoporfirin III üretirler (162). Ne yazık ki, ilk yayında bakır bağlanma özellikleri bildirilmemiştir ve herhangi bir takip çalışmalarının farkında değiliz. Coproporphyrin III, tipik bir heme UV-görünür emilim spektrumuna sahiptir ve heme grubu tarafından koordine edilen metale bağlı olarak farklı γ, α ve β maksimumlarını gösterir ve bu mülke dayanan mbs'den ayırt edilmesini sağlar. METAL BAĞLAYICI ÖZELLİKLERİ Bağlama ve İlköğretim Metal indirgenmesi, Bakır mb bağlayan hem Cu 2+ ve Cu 1+ ve mb ile bağlanma pH'ya (135, 172) ve Cu 2+ / Cu'ya 1 + ila mb'ye 136, 141, 172) (). Aşağıda tartışıldığı gibi, mb Cu 1+ ve Cu 2+ 'in çözünür ve çözünmez formlarını kompleks yapabilir. Mb-OB3b ve mb-SB2'ye (136, 141) Cu 2+ ilavesi üzerine termodinamik, spektral ve kinetik çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalar (136, 141, 172) mb'nin hızla Cu 2+ 'i Cu 1+ ' e indirgemesi ile karmaşıktır. Cu 2+ 'in apo-mbs'ye eklendiği deneyler için yüksek bağlanma sabitinden sorumlu bakırın oksidasyon durumu bilinmediğinden, bu oksidasyon durumlarının bir karışımının, "Cu 2+ / Cu 1+ " Bu noktadan itibaren. Cu düşük oranlarda 2+ / Cu 1+ mb-OB3b için, mb-OB3b başlangıçta Cu 2+ / Cu 1+ [bağlar oligomer / tetramer olarak (136, 141). Kararlı halden önceki kinetik veriler, metalin ilk bağlanmasının yalnızca halkaların birinde ve buna bağlı tiyoamid üzerinde olduğunu göstermektedir. Mb-OB3b'de başlangıç ​​Cu 2+ / Cu 1+ koordinasyonu oksazolon A'ya ve ardından kısa (8 ila 10 ms) gecikme periyoduna ve daha sonra Oksazolon B (141). Cu yüksek oranlarda 2+ / Cu 1+ mb-OB3b için, mb-OB3b 2+ / Cu 1+ [19459008Cukoordinatları]Bir dimer olarak dimer olarak eklenir ve bunu takiben, mb-OB3b için 0.5 Cu'nin üzerinde 2+ / Cu 1+ ila-mb- OB3b. Mb-SB2, bakır-mb oranına bağlı olarak benzer bir tetramer-dimer-monomer bağlanma dizisini izlemektedir. Mb-SB2 için, Cu 2+ / Cu 1+ 'in ilk bağlanması imidazolon halkasına ve bunu takiben oksazolon halkasına (154) koordine edilir.

Mbs () için metal bağlanma afinite sabitlerini belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Cu için afiniteler 1+ banyookuproin disülfonat gibi kromoforik ligand ile iyi kurulmuş bir yaklaşımı (173, -175) kullanarak rekabet çalışmaları ile belirlenebilir. Cu-mb'nin indirgeme potansiyeli ölçümü, daha sonra Cu 2+ afinitesinin hesaplanmasını sağlar. Bu yaklaşımı (133, 135) kullanarak analiz edilen tüm mbsler için Cu 1+ afinitesi ~ 10 M …

Devamını Oku »

PD1'in kristal yapısı, Haemophilus yüzey fibrili (Hsf) olağandışı büyük bir üçlü ototransporterdir En öldürücü soylar H tarafından eksprese edilen yapışkan (TAA). Influenzae . Hsf'nin patojen ve konukçu arasındaki yapışmaya aracılık ettiği bilinmektedir ve epiglotit, menenjit ve pnömoni gibi potansiyel olarak ölümcül hastalıkların kurulmasına izin verir. Yakın tarihli araştırmalar bu TAA'nın yeni bir 'saç tokası benzeri' bir mimari oluşturabileceğini önermekle birlikte, yüksek özünürlüklü yapısal veriler bulunmayan Hsf'nin karakterizasyonu silico modelleme ve elektron mikrograflarında ile sınırlı olmuştur. Burada, Hsf varsayımsal alan 1 (PD1) 'in kristal yapısı 3.3 Â çözünürlükte bildirilmektedir. Yapı, beklenmedik bir N-terminal TrpRing alanının mevcudiyetini açığa vurarak önceki alan açıklamasını düzeltir. PD1, çözülecek olan ilk Hsf alanını temsil eder ve böylece 'saç tokası benzeri' hipotez üzerine daha fazla araştırma yapılmasını sağlar. Anahtar Kelimeler: Hsf varsayımsal alan adı 1, trimerik ototransporter, Haemophilus influenzae adezin, hücre adhezyonu, Haemophilus yüzey fibril 1. Giriş Haemophilus influenzae üst solunum yolu enfeksiyonlarına, pnömoniye ve akut menenjit (Danovaro-Holliday ve ark. 2008 ; Murphy'ye bağlı enfeksiyonlara neden olan Gram negatif fakültatif anaerobik bir bakteridir ve diğerleri 2009 ). Farklı suşları H. Influenzae ya a-f serotiplerine, ikincisine de tipik olmayan olarak tanımlanan (Barenkamp ve St Geme, 1996 ) alt bölümlere ayrılmış şekilde kapsüllenmiş ya da kapsül içine alınmamıştır. H. Influenzae enfeksiyon, birçok pilus ve nonpilus yapışkan faktörlerin aracılık ettiği bir süreçte patojenin konak epitel hücresi astarlarına ve çeşitli ekstraselüler matriks (ECM) proteinlerine ( örneğin vitronektin) yapışmasıyla kurulur (Cotter ve diğerleri 2005 Virkola ve diğerleri 2000 ; Hallström ve diğerleri 2006 ). Yapışma, bakterinin konakçı tarafından temizlenmesini önlemesine izin verir ve sayısız virulans mekanizmaları yoluyla derin yerleşimli bir enfeksiyonun kurulmasını kolaylaştırır . Tüm suşları H. Influenzae patojeniktir, 1990'lı yıllarda etkili bir aşı kullanımına başlamadan önce hastanın morbidite ve mortalitesinin en yüksek oranlarından sorumlu olan virülan tip b (Hib) 'dir. Hib tarafından kullanılan böyle bir virülans faktörü, daha iyi karakterize edilmiş bir başka H ile önemli homoloji paylaşan bir trimerik ototransporter adhesin (TAA) proteini olan Haemophilus yüzey sarmalı (Hsf) dir. Influenzae ve diğerleri ve diğerleri 2015 (19459019). TAA'lar olarak bilinen HIA (Cotter ve ark. Salgılanan proteinlerin tip V ailesinin bir parçası olan, doğrusal bir fibril 'lollipop' yapısında düzenlenmiş üç ana alan türüne sahiptir. Baş ve küre alanları, hücre dışı bölgede N-terminüsünden serpiştirilir. YadA benzeri (YIhead) alanlar (Nummelin ve ark. 2004 gibi) ya çapraz mimarilere sahip β-tabakalardan oluşan ön alanlar ya da Triptofan halkası (TrpRing) alanları (Szczesny ve diğerleri 2008 (19459019)), tipik olarak proteinlerin yapışkan aktivitesine aracılık etmektedir. Sap, süper sargının derecesine ve yönüne (Hernandez Alvarez ve ark. 2010 ) bağlı olarak hepartan'tan pentadecad'a değişen periyodik üçlü üç boyutlu sargılı bir yapı oluşturur. Son olarak, C-terminal translokatör alanı, her bir altbirim bir amfipatik alfa-helis artı dört β-tabakaya katkıda bulunan bir trimerik β-namludur (Meng ve ark. 2008 ). Bu alan, proteinin geri kalan kısmının zar yoluyla translokasyonundan sorumludur ve tüm TAA'larda bulunur (Lehr ve diğerleri 2010 ). Son zamanlarda yapılan araştırmalar, Hsf'nin EM görüntülerine dayanan görünüşte yeni bir 'saç tokası benzeri' yapıya sahip olduğunu öne sürdü ( Singh ve diğerleri 2015 ). Paylaşılan bölgelerinde, Hia ve Hsf'nin% 72 sekans özdeşliği vardır (Hia161-1098 ve Hsf1484-2413, Ek Şekil S1), ancak tam uzunlukta trimerik Hsf (~ 750 kDa), Hia'nın (~ 340) iki katından daha büyüktür KDa). Hia'nın iki bağlayıcı alanı (HiaBD1 ve HiaBD2) de Hsf'de tanımlanmıştır (Laarmann ve diğerleri 2002 ); Bununla birlikte, Hia'nın aksine, Hsf'nin ek bir bağlanma alanı (HsfBD3) ve üç varsayımsal alanı vardır, yapısı ve fonksiyonu bilinmemektedir. Dahası, Hsf'nin alanlarını modellemeye yönelik sınırlı bir in silico yaklaşımı, ~ 200 nm'lik doğrusal bir TAA olmasının muhtemel olduğunu ortaya koymuştur (Singh ve diğerleri 2015 ). Buna rağmen, Hsf'nin elektron mikrografları H'de ifade edildi. Influenzae RM804 Hsf'yi doğrusal bir TAA olarak değil çift katlı bir saç tokası halkası yapısı olarak göstermiş görünüyor. Alan dizilişinin haritalanması, Hsf'nin N-ucunun zarın yakınında bulunması ve 'kıl tokası benzeri' hipotez ile tutarlı olmasını önerdi. Yapışkan işlevine ek olarak, Hsf'nin bağlandığı gösterildi. Kompleman inhibitörü vitronektin (Vn): etkileşim, HsfBD2 ve C-terminali Vn kalıntıları 352-374 ile eşleştirilmiştir (Hallström ve diğerleri 2006 ; Singh ve ark. 2014 ). Hem serumda hem de ECM'de bulunan bu glikoproteinin kazanılması, H'yi sağlar. Influenzae kompleman sisteminden kaçınmak ve epitelyal yüzeye daha iyi yapışmak suretiyle bakteri virülansını arttırmaktır. Bu kısmen Hia'nın aksine Hsf'nin en öldürücü, tiplendirilebilir H suşlarında ifade edildiğini açıklayabilir. Influenzae . Burada, bir Hsf varsayımsal alanının (PD1) kristal yapısını bildiriyoruz. Bu yapı, PD1, N-TrpRing: KG: TrpRing-C için yeni bir alan düzenlemesi ortaya çıkarır ve bu nedenle daha önce silico dizi analizi ile tanımlanan alan mimarisinin yerini alır. Bu çalışma, bu TAA'nın varsayımsallaştırılmış yeni 'saç tokası benzeri' yapıyı (Singh ve ark. 2015 kabul ettiği) belirlemek için Hsf'nin tam uzunluklu yapısını belirlemek için sürekli bir çaba oluşturmaktadır. 2. Gereçler ve yöntemler 2.1. Makromolekül üretimi 2.1.1. PD1-GCN4 Hsf alanı PD1, iki GCN4 bağlantı proteini arasında klonlandı. GCN4, doğal haliyle sargı bobini dimerini oluşturan iyi tanımlanmış bir maya transkripsiyon faktörüdür. Bununla birlikte, hidrofobik çekirdeğindeki spesifik kalıntıların mutajenezi GCN4'ün çeşitli oligomerik durumları benimsemesine olanak tanır. Bu nedenle, kararlı oligomerizasyonu kolaylaştırmak için füzyon proteinleri için ortak olarak GCN4 varyasyonları sıklıkla kullanılır. Bu durumda, fikir, HsfPD1'in dengeli trimerleşmesini kolaylaştırmak için hem N- hem de C-terminusuna iyi karakterize edilmiş trimer oluşturan bir GCN4 varyantı eklemek olmuştur (Hernandez Alvarez ve diğerleri 2008 (Hartmann ve diğerleri 2012 Koiwai ve diğerleri 2016 ) Lupas grubunun başarıyla kullandığı gibi. Bu füzyon proteini, PD1-GCN4, restriksiyonsuz (RF) klonlama kullanılarak üretilen bir pIBA-PD1-GCN4tri-His 6 plazmidinden eksprese edildi. PD1 geni, bir pET-16b- hsf polimeraz zincir reaksiyonu ile, 1-2414 plazmid. Primerler, hedef vektör olan pIBA-GCN4tri-His 6 (19459034) (Tamamlayıcı Tablo S1) tamamlayıcı çıkıntıları olan PD1 genini içeren bir 'megaprimer' üretmek üzere tasarlandı. 6 XhoI (New England Biolabs) ile restriksiyon sindirimi ile lineer hale getirildi ve PD1 genini (bunun içinde bulunan PIBA-GCN4tri-His 'Megaprimer') plasmid içine sokun. PD1-GCN4 ekspresyonu, 4 saat süreyle 8.6 μl M nihai konsantrasyona bir anhidrotetrasiklin hidroklorürün eklenmesiyle 0.6 OD 600 de indüklendi. Hücreler 193 K'de gece boyunca saklanan santrifüjleme (2000 g ile 10 dakika süreyle 277 K'de) ile toplanmış ve 50 m M 'den oluşan tampon [NaH 4 500 m NaCl, pH 8.0, 500 m . Hücreler sonikasyon ile parçalanmış ve süpernatanlar santrifüjleme (1600 g ile 10 dakika 277 K'de) ile toplanmıştır. Protein, immobilize metal iyon-afinite kromatografisi (IMAC) ile saflaştırıldı. PD1-GCN4 ihtiva eden temizlenen süpernatant, daha önce tampon A (2 x 6 ml; üç kolon hacmi) ile dengelenen bir Ni-NTA agaroz sütunu (GE Healthcare) üzerine tatbik edildi ve ajitasyon ile 1 saat süreyle bağlanmasına izin verildi. Proteinler, 50 m

NaH [500.04] NaCl'den oluşan tampon B ,% 10 gliserol, 300 m imidazol pH 8.0. Saflaştırılmış proteinin kalitesi, çok açılı bir lazer ışığı saçan (SEC-MALLS) aparatına (Şekil 1) bağlanan boyut uzaklaştırma kromatografisiyle değerlendirildi a ). SEC-MALLS, 50 m'lik Tris, 500 mM'lik NaCl, 50 mM Tris, 1 mM NaCl ve 1 mM NaCl'den oluşan tampon C ile dengelenmiş bir Superdex 200 5/150 …

Devamını Oku »