282 resultados para Phosphatidylglycerol hydrolase
Resumo:
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
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Presented herein is the design of a dinuclear Ni-II synthetic hydrolase [Ni-2(HBPPAMFF)(mu-OAc)(2)(H2O)]-BPh4 (1) (H(2)BPPAMFF = 2-[(N-benzyl-N-2-pyridylmethylamine)]-4-methyl-6-[N-(2-pyridylmethyl)aminomethyl)])-4- methyl-6-formylphenol) to be covalently attached to silica surfaces, while maintaining its catalytic activity. An aldehyde-containing ligand (H(2)BPPAMFF) provides a reactive functional group that can serve as a cross-linking group to bind the complex to an organoalkoxysilane and later to the silica surfaces or directly to amino-modified surfaces. The dinuclear Ni-II complex covalently attached to the silica surfaces was fully characterized by different techniques. The catalytic turnover number (k(cat)) of the immobilized (NiNiII)-Ni-II catalyst in the hydrolysis of 2,4-bis(dinitrophenyl)phosphate is comparable to the homogeneous reaction; however, the catalyst interaction with the support enhanced the substrate to complex association constant, and consequently, the catalytic efficiency (E - k(cat)/K-M) and the supported catalyst can be reused for subsequent diester hydrolysis reactions.
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Die lösliche Epoxidhydrolase (sEH) gehört zur Familie der Epoxidhydrolase-Enzyme. Die Rolle der sEH besteht klassischerweise in der Detoxifikation, durch Umwandlung potenziell schädlicher Epoxide in deren unschädliche Diol-Form. Hauptsächlich setzt die sEH endogene, der Arachidonsäure verwandte Signalmoleküle, wie beispielsweise die Epoxyeicosatrienoic acid, zu den entsprechenden Diolen um. Daher könnte die sEH als ein Zielenzym in der Therapie von Bluthochdruck und Entzündungen sowie diverser anderer Erkrankungen eingesetzt werden. rnDie sEH ist ein Homodimer, in dem jede Untereinheit aus zwei Domänen aufgebaut ist. Das katalytische Zentrum der Epoxidhydrolaseaktivität befindet sich in der 35 kD großen C-terminalen Domäne. Dieser Bereich der sEH s wurde bereits im Detail untersucht und nahezu alle katalytischen Eigenschaften des Enzyms sowie deren dazugehörige Funktionen sind in Zusammenhang mit dieser Domäne bekannt. Im Gegensatz dazu ist über die 25 kD große N-terminale Domäne wenig bekannt. Die N-terminale Domäne der sEH wird zur Haloacid Dehalogenase (HAD) Superfamilie von Hydrolasen gezählt, jedoch war die Funktion dieses N-terminal Domäne lange ungeklärt. Wir haben in unserer Arbeitsgruppe zum ersten Mal zeigen können, dass die sEH in Säugern ein bifunktionelles Enzym ist, welches zusätzlich zur allgemein bekannten Enzymaktivität im C-terminalen Bereich eine weitere enzymatische Funktion mit Mg2+-abhängiger Phosphataseaktivität in der N-terminalen Domäne aufweist. Aufgrund der Homologie der N-terminalen Domäne mit anderen Enzymen der HAD Familie wird für die Ausübung der Phosphatasefunktion (Dephosphorylierung) eine Reaktion in zwei Schritten angenommen.rnUm den katalytischen Mechanismus der Dephosphorylierung weiter aufzuklären, wurden biochemische Analysen der humanen sEH Phosphatase durch Generierung von Mutationen im aktiven Zentrum mittels ortsspezifischer Mutagenese durchgeführt. Hiermit sollten die an der katalytischen Aktivität beteiligten Aminosäurereste im aktiven Zentrum identifiziert und deren Rolle bei der Dephosphorylierung spezifiziert werden. rnrnAuf Basis der strukturellen und möglichen funktionellen Ähnlichkeiten der sEH und anderen Mitgliedern der HAD Superfamilie wurden Aminosäuren (konservierte und teilweise konservierte Aminosäuren) im aktiven Zentrum der sEH Phosphatase-Domäne als Kandidaten ausgewählt.rnVon den Phosphatase-Domäne bildenden Aminosäuren wurden acht ausgewählt (Asp9 (D9), Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124), Lys160 (K160), Asp184 (D184), Asp185 (D185), Asn189 (N189)), die mittels ortsspezifischer Mutagenese durch nicht funktionelle Aminosäuren ausgetauscht werden sollten. Dazu wurde jede der ausgewählten Aminosäuren durch mindestens zwei alternative Aminosäuren ersetzt: entweder durch Alanin oder durch eine Aminosäure ähnlich der im Wildtyp-Enzym. Insgesamt wurden 18 verschiedene rekombinante Klone generiert, die für eine mutante sEH Phosphatase Domäne kodieren, in dem lediglich eine Aminosäure gegenüber dem Wildtyp-Enzym ersetzt wurde. Die 18 Mutanten sowie das Wildtyp (Sequenz der N-terminalen Domäne ohne Mutation) wurden in einem Expressionsvektor in E.coli kloniert und die Nukleotidsequenz durch Restriktionsverdau sowie Sequenzierung bestätigt. Die so generierte N-terminale Domäne der sEH (25kD Untereinheit) wurde dann mittels Metallaffinitätschromatographie erfolgreich aufgereinigt und auf Phosphataseaktivität gegenüber des allgemeinen Substrats 4-Nitophenylphosphat getestet. Diejenigen Mutanten, die Phosphataseaktivität zeigten, wurden anschließend kinetischen Tests unterzogen. Basiered auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen wurden kinetische Parameter mittels vier gut etablierter Methoden berechnet und die Ergebnisse mit der „direct linear blot“ Methode interpretiert. rnDie Ergebnisse zeigten, dass die meisten der 18 generierten Mutanten inaktiv waren oder einen Großteil der Enzymaktivität (Vmax) gegenüber dem Wildtyp verloren (WT: Vmax=77.34 nmol-1 mg-1 min). Dieser Verlust an Enzymaktivität ließ sich nicht durch einen Verlust an struktureller Integrität erklären, da der Wildtyp und die mutanten Proteine in der Chromatographie das gleiche Verhalten zeigten. Alle Aminosäureaustausche Asp9 (D9), Lys160 (K160), Asp184 (D184) und Asn189 (N189) führten zum kompletten Verlust der Phosphataseaktivität, was auf deren katalytische Funktion im N-terminalen Bereich der sEH hindeutet. Bei einem Teil der Aminosäureaustausche die für Asp11 (D11), Thr123 (T123), Asn124 (N124) und Asn185 (D185) durchgeführt wurden, kam es, verglichen mit dem Wildtyp, zu einer starken Reduktion der Phosphataseaktivität, die aber dennoch für die einzelnen Proteinmutanten in unterschiedlichem Ausmaß zu messen war (2 -10% and 40% of the WT enzyme activity). Zudem zeigten die Mutanten dieser Gruppe veränderte kinetische Eigenschaften (Vmax allein oder Vmax und Km). Dabei war die kinetische Analyse des Mutanten Asp11 Asn aufgrund der nur bei dieser Mutanten detektierbaren starken Vmax Reduktion (8.1 nmol-1 mg-1 min) und einer signifikanten Reduktion der Km (Asp11: Km=0.54 mM, WT: Km=1.3 mM), von besonderem Interesse und impliziert eine Rolle von Asp11 (D11) im zweiten Schritt der Hydrolyse des katalytischen Zyklus.rnZusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass alle in dieser Arbeit untersuchten Aminosäuren für die Phosphataseaktivität der sEH nötig sind und das aktive Zentrum der sEH Phosphatase im N-terminalen Bereich des Enzyms bilden. Weiterhin tragen diese Ergebnisse zur Aufklärung der potenziellen Rolle der untersuchten Aminosäuren bei und unterstützen die Hypothese, dass die Dephosphorylierungsreaktion in zwei Schritten abläuft. Somit ist ein kombinierter Reaktionsmechanismus, ähnlich denen anderer Enzyme der HAD Familie, für die Ausübung der Dephosphorylierungsfunktion denkbar. Diese Annahme wird gestützt durch die 3D-Struktur der N-terminalen Domäne, den Ergebnissen dieser Arbeit sowie Resultaten weiterer biochemischer Analysen. Der zweistufige Mechanismus der Dephosphorylierung beinhaltet einen nukleophilen Angriff des Substratphosphors durch das Nukleophil Asp9 (D9) des aktiven Zentrums unter Bildung eines Acylphosphat-Enzym-Zwischenprodukts, gefolgt von der anschließenden Freisetzung des dephosphorylierten Substrats. Im zweiten Schritt erfolgt die Hydrolyse des Enzym-Phosphat-Zwischenprodukts unterstützt durch Asp11 (D11), und die Freisetzung der Phosphatgruppe findet statt. Die anderen untersuchten Aminosäuren sind an der Bindung von Mg 2+ und/oder Substrat beteiligt. rnMit Hilfe dieser Arbeit konnte der katalytischen Mechanismus der sEH Phosphatase weiter aufgeklärt werden und wichtige noch zu untersuchende Fragestellungen, wie die physiologische Rolle der sEH Phosphatase, deren endogene physiologische Substrate und der genaue Funktionsmechanismus als bifunktionelles Enzym (die Kommunikation der zwei katalytischen Einheiten des Enzyms) wurden aufgezeigt und diskutiert.rn
Regulation and structure of YahD, a copper-inducible / serine hydrolase of Lactococcus lactis IL1403
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Lactococcus lactis IL1403 is a lactic acid bacterium that is used widely for food fermentation. Copper homeostasis in this organism chiefly involves copper secretion by the CopA copper ATPase. This enzyme is under the control of the CopR transcriptional regulator. CopR not only controls its own expression and that of CopA, but also that of an additional three operons and two monocistronic genes. One of the genes under the control of CopR, yahD, encodes an α/β-hydrolase. YahD expression was induced by copper and cadmium, but not by other metals or oxidative or nitrosative stress. The three-dimensional structure of YahD was determined by X-ray crystallography to a resolution of 1.88 Å. The protein was found to adopt an α/β-hydrolase fold with the characteristic Ser-His-Asp catalytic triad. Functional testing of YahD for a wide range of substrates for esterases, lipases, epoxide hydrolases, phospholipases, amidases and proteases was, however, unsuccessful. A copper-inducible serine hydrolase has not been described previously and YahD appears to be a new functional member of this enzyme family.
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Previous results indicated that translation of four mitochondrion-encoded genes and one nucleus-encoded gene (COX4) is repressed in mutants (pgs1Delta) of Saccharomyces cerevisiae lacking phosphatidylglycerol and cardiolipin. COX4 translation was studied here using a mitochondrially targeted green fluorescence protein (mtGFP) fused to the COX4 promoter and its 5' and 3' untranslated regions (UTRs). Lack of mtGFP expression independent of carbon source and strain background was established to be at the translational level. The translational defect was not due to deficiency of mitochondrial respiratory function but was rather caused directly by the lack of phosphatidylglycerol and cardiolipin in mitochondrial membranes. Reintroduction of a functional PGS1 gene under control of the ADH1 promoter restored phosphatidylglycerol synthesis and expression of mtGFP. Deletion analysis of the 5' UTR(COX4) revealed the presence of a 50-nucleotide fragment with two stem-loops as a cis-element inhibiting COX4 translation. Binding of a protein factor(s) specifically to this sequence was observed with cytoplasm from pgs1Delta but not PGS1 cells. Using HIS3 and lacZ as reporters, extragenic spontaneous recessive mutations that allowed expression of His3p and beta-galactosidase were isolated, which appeared to be loss-of-function mutations, suggesting that the genes mutated may encode the trans factors that bind to the cis element in pgs1Delta cells.
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The in vitro conversion of phosphatidylglycerophosphate (PGP) to phosphatidylglycerol (PG) involves at least two membrane bound phosphatases in Escherichia coli. The genes encoding these two PGP-phosphatases, pgpA and pgpB, are unique and map distally to min 10 and min 28 respectively. Although point mutations in either or both of these genes decrease the level of PGP phosphatase as assayed in vitro, and also result in a minor accumulation of the precursor, PGP, in the membrane, the mutations have no significant effect on the level of PG in the cell (Icho, T. and Raetz, C. R. H. (1983) J. Bact. 153, 722-730). This dilemma suggests that there remains a significant level of phosphatase activity in the pgpAand pgpB mutants which is sufficient to support normal PG metabolism in vivo, but it is not clear whether this activity is a consequence of a separate phosphatase, or due to "leakiness" of the point lesions in these genes. To address this problem, we have constructed null alleles of the two phosphatase genes, and characterized the effects of these mutations on PG metabolism. Our findings demonstrate that neither the pgpA nor the pgpB phosphatase gene is essential for cell viability. In addition, similar to the pgpA$\sp{-}$, pgpB$\sp{-}$ double point mutant, a strain containing both of the corresponding null alleles still retains enough phosphatase activity to maintain normal levels of PG in the membrane. These data demonstrate that there exists at least a third gene encoding a major biosynthetic phosphatase which is responsible for the in vivo conversion of PGP to PG, and calls into question the actual roles of the pgpA and the pgpB gene products in PG metabolism and cell function. ^
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DNA methylation is essential for mammalian development and physiology. Here we report that the developmentally regulated H19 lncRNA binds to and inhibits S-adenosylhomocysteine hydrolase (SAHH), the only mammalian enzyme capable of hydrolysing S-adenosylhomocysteine (SAH). SAH is a potent feedback inhibitor of S-adenosylmethionine (SAM)-dependent methyltransferases that methylate diverse cellular components, including DNA, RNA, proteins, lipids and neurotransmitters. We show that H19 knockdown activates SAHH, leading to increased DNMT3B-mediated methylation of an lncRNA-encoding gene Nctc1 within the Igf2-H19-Nctc1 locus. Genome-wide methylation profiling reveals methylation changes at numerous gene loci consistent with SAHH modulation by H19. Our results uncover an unanticipated regulatory circuit involving broad epigenetic alterations by a single abundantly expressed lncRNA that may underlie gene methylation dynamics of development and diseases and suggest that this mode of regulation may extend to other cellular components.
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Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase (XTHs: EC 2.4.1.207 and/or EC 3.2.1.151), a xyloglucan modifying enzyme, has been proposed to have a role during tomato and apple fruit ripening by loosening the cell wall. Since the ripening of climacteric fruits is controlled by endogenous ethylene biosynthesis, we wanted to study whether XET activity was ethylene-regulated, and if so, which specific genes encoding ripening-regulated XTH genes were indeed ethylene-regulated. XET specific activity in tomato and apple fruits was significantly increased by the ethylene treatment, as compared with the control fruits, suggesting an increase in the XTH gene expression induced by ethylene. The 25 SlXTH protein sequences of tomato and the 11 sequences MdXTH of apple were phylogenetically analyzed and grouped into three major clades. The SlXTHs genes with highest expression during ripening were SlXTH5 and SlXTH8 from Group III-B, and in apple MdXTH2, from Group II, and MdXTH10, and MdXTH11 from Group III-B. Ethylene was involved in the regulation of the expression of different SlXTH and MdXTH genes during ripening. In tomato fruit fifteen different SlXTH genes showed an increase in expression after ethylene treatment, and the SlXTHs that were ripening associated were also ethylene dependent, and belong to Group III-B (SlXTH5 and SlXTH8). In apple fruit, three MdXTH showed an increase in expression after the ethylene treatment and the only MdXTH that was ripening associated and ethylene dependent was MdXTH10 from Group III-B. The results indicate that XTH may play an important role in fruit ripening and a possible relationship between XTHs from Group III-B and fruit ripening, and ethylene regulation is suggested.
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Growth and biomechanics of etiolated hypocotyls from Arabidopsis thaliana lines overexpressing xyloglucan endotransglucosylase/hydrolase AtXTH18, AtXTH19, AtXTH20, and PttXET16-34 were studied. Overexpression of AtXTH18, AtXTH19, and AtXTH20 stimulated growth of hypocotyls, while PttXET16-34 overexpression did not show this effect. In vitro extension of frozen/thawed hypocotyls measured by a constant-load extensiometer started from a high-amplitude initial deformation followed by a slow time-dependent creep. Creep of growing XTH-overexpressing (OE) hypocotyls was more linear in time compared with the wild type at pH 5.0, reflecting their higher potential for long-term extension. XTH-OE plants deposited 65?84% more cell wall material per hypocotyl cross-sectional area than wild-type plants. As a result, their wall stress under each external load was lower than in the wild-type. Growing XTH-OE hypocotyls had higher values of initial deformation·stress?1 compared with the wild type. Plotting creep rates for each line under different loads against the respective wall stress values gave straight lines. Their slopes and intercepts with the abscissa correspond to ? (in vitro cell wall extensibility) and y (in vitro cell wall yield threshold) values characterizing cell wall material properties. The wall material in XTH-OE lines was more pliant than in the wild type due to lower y values. In contrast, the acid-induced wall extension in vitro resulted from increasing ? values. Thus, three factors contributed to the XTH-OE-stimulated growth in Arabidopsis hypocotyls: their more linear creep, higher values of initial deformation·stress?1, and lower y values.
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Resistance to organophosphorus (OP) insecticides is associated with decreased carboxylesterase activity in several insect species. It has been proposed that the resistance may be the result of a mutation in a carboxylesterase that simultaneously reduces its carboxylesterase activity and confers an OP hydrolase activity (the “mutant ali-esterase hypothesis”). In the sheep blowfly, Lucilia cuprina, the association is due to a change in a specific esterase isozyme, E3, which, in resistant flies, has a null phenotype on gels stained using standard carboxylesterase substrates. Here we show that an OP-resistant allele of the gene that encodes E3 differs at five amino acid replacement sites from a previously described OP-susceptible allele. Knowledge of the structure of a related enzyme (acetylcholinesterase) suggests that one of these substitutions (Gly137 → Asp) lies within the active site of the enzyme. The occurrence of this substitution is completely correlated with resistance across 15 isogenic strains. In vitro expression of two natural and two synthetic chimeric alleles shows that the Asp137 substitution alone is responsible for both the loss of E3’s carboxylesterase activity and the acquisition of a novel OP hydrolase activity. Modeling of Asp137 in the homologous position in acetylcholinesterase suggests that Asp137 may act as a base to orientate a water molecule in the appropriate position for hydrolysis of the phosphorylated enzyme intermediate.
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The oocyte nuclear antigen of the monoclonal antibody 32-5B6 of Xenopus laevis is subject to regulated nuclear translocation during embryogenesis. It is distributed in the cytoplasm during oocyte maturation, where it remains during cleavage and blastula stages, before it gradually reaccumulates in the nuclei during gastrulation. We have now identified this antigen to be the enzyme S-adenosylhomocysteine hydrolase (SAHH). SAHH is the only enzyme that cleaves S-adenosylhomocysteine, a reaction product and an inhibitor of all S-adenosylmethionine-dependent methylation reactions. We have compared the spatial and temporal patterns of nuclear localization of SAHH and of nuclear methyltransferase activities during embryogenesis and in tissue culture cells. Nuclear localization of Xenopus SAHH did not temporally correlate with DNA methylation. However, we found that SAHH nuclear localization coincides with high rates of mRNA synthesis, a subpopulation colocalizes with RNA polymerase II, and inhibitors of SAHH reduce both methylation and synthesis of poly(A)+ RNA. We therefore propose that accumulation of SAHH in the nucleus may be required for efficient cap methylation in transcriptionally active cells. Mutation analysis revealed that the C terminus and the N terminus are both required for efficient nuclear translocation in tissue culture cells, indicating that more than one interacting domain contributes to nuclear accumulation of Xenopus SAHH.