Пространственная модель анаэробной метакрилатредуктазной системы

Автор: Архипова Оксана Викторовна, Трошина Ольга Юрьевна, Микулинская Галина Викторовна

Журнал: Вестник Тверского государственного университета. Серия: Биология и экология @bio-tversu

Статья в выпуске: 2, 2017 года.

Бесплатный доступ

Компьютерное моделирование пространственной структуры метакрилатредуктазы (Mrd) и цитохрома с (Mcc) метакрилатной редокс системы Geobacter sulfurreducens AM-1 выявило высокое структурное сходство с растворимыми фумаратредуктазами Shewanella. Mrd и по последовательности, и структурно повторяет два С-концевых каталитических домена этих фумаратредуктаз - FAD-связывающий и домен-«зажим». Mcc сходен с малым N-концевым гемсодержащим доменом периплазматических фумаратредуктаз Shewanella. Высказывается предположение о пространственном взаимодействии консервативных аминокислот Mrd, участвующих в катализе и связывании субстрата.

Метакрилатредуктаза (mrd), цитохром с (mcc), флавоцитохромы с, периплазматические фумаратредуктазы

Короткий адрес: https://sciup.org/146278248

IDR: 146278248

Список литературы Пространственная модель анаэробной метакрилатредуктазной системы

Архипова О.В., Акименко В.К. 2005. Ненасыщенные органические кислоты -терминальные акцепторы редуктазных цепей анаэробных бактерий//Микробиология. Т. 74. С. 725-737.
Arkhipova O.V., Meer M., Mikoulinskaia G.V., Zakharova M.V., Galushko A.S., Akimenko V.K., Kondrashov F.A. 2015. Recent origin of the methacrylate redox system in Geobacter sulfurreducens AM-1 through horizontal gene transfer//PLoS ONE. 10(5):e0125888 DOI: 10.1371/journal.pone.0125888
Bamford V., Dobbin P.S., Richardson D.J., Hemmings A.M. 1999. Open conformation of a flavocytochrome c3 fumarate reductase//Nat. Struct. Biol. V. 6. P. 1104-1107.
Bogachev A.V., Bertsova Y.V., Bloch D.A., Verkhovsky M.I. 2012. Urocanate reductase: identification of a novel anaerobic pathway in Shewanella oneidensis MR-1//Mol. Microbiol DOI: 10.1111/mmi.12067
Bottoms C.A., Smith, P.E., Tanner J.J. 2002. A structurally conserved water molecule in Rossmann dinucleotide-binding domains//Protein Sci. Vol. 11. P. 2125-2137.
Caccavo F.J.R., Lonergan D.J., Lovley D.R., Davis M., Stolz J.F., McInerney M.J. 1994. Geobacter sulfurreducens sp. nov., a hydrogen-and acetate-oxidizing dissimilatory metal-reducing microorganism//Appl. Environ. Microbiol. Vol. 60. P. 3752-3759.
Dobbin P.S., Butt J.N., Powell A.K., Reid G.A., Richardson D.J. 1999. Characterization of a flavocytochrome that is induced during the anaerobic respiration of Fe3+ by Shewanella frigidimarina NCIMB 400//Biochem. J. Vol. 342. P. 439-448.
Doherty M.K., Pealing S.L., Miles C.S., Moysey R., Taylor P., Walkinshaw M.D., Reid G.A., Chapman S.K. 2000. Identification of the Active Site Acid/Base Catalyst in a Bacterial Fumarate Reductase: A Kinetic and Crystallographic Study//Biochemistry. Vol. 39. P. 10695-10701.
Dym O., Eisenberg D. 2001. Sequence-structure analysis of FAD-containing proteins//Protein Sci. Vol. 10. P. 1712-1728. Review.
Eggink G., Engel H., Vriend G., Terpstra P., Witholt B. 1990. Rubredoxin reductase of Pseudomonas oleovorans. Structural relationship to other flavoprotein oxidoreductases based on one NAD and two FAD fingerprints//J. Mol. Biol. Vol. 212. P. 135-142.
Eschenbrenner M., Chlumsky L.J., Khanna P., Strasser F., Jorns M.S. 2001. Organization of the multiple coenzymes and subunits and role of the covalent flavin link in the complex heterotetrameric sarcosine oxidase//Biochemistry. Vol. 40. P. 5352-5367.
Gordon E.H.J., Pealing S.L., Chapman S.K., Ward F.B., Reid G.A. 1998. Physiological function and regulation of flavocytochrome c3, the soluble fumarate reductase from Shewanella putrefaciens NCIMB 400//Microbiology. Vol. 144. P. 937-945.
Gross R., Simon J., Kröger A. 2001. Periplasmic methacrylate reductase activity in Wolinella succinogenes//Arch. Microbiol. Vol. 176. V. 310-313.
Hanks S.K., Hunter T. 1995. Protein kinases 6. The eukaryotic protein kinase superfamily: kinase (catalytic) domain structure and classification//FASEB J. Vol. 9. P. 576-596.
Hess V., González J.M., Parthasarathy A., Buckel W., Müller V. 2013. Caffeate respiration in the acetogenic bacterium Acetobacterium woodii: a coenzyme A loop saves energy for caffeate activation//Appl. Environ. Microbiol. Vol. 79. P. 1942-1947.
Hägerhäll C. 1997. Succinate: quinone oxidoreductases. Variations on a conserved theme//Biochim. Biophys. Acta. Vol. 1320, P. 107-141.
Iverson T. 2013. Catalytic mechanisms of complex II enzymes: A structural perspective//Biochim. Biophys. Acta. Vol. 1827, P. 648-657.
Kröger A., Biel S., Simon J., Gross R., Unden G., Lancaster C.R.D. 2002. Fumarate respiration of Wolinella succinogenes: enzymology, energetics and coupling mechanism//Biochim. Biophys. Acta. Vol. 1553. P. 23-38.
Leys D., Tsapin A.S., Nealson K.H., Meyer T.E., Cusanovich M.A., Van Beeumen J.J. 1999. Structure and mechanism of the flavocytochrome c fumarate reductase of Shewanella putrefaciens MR-1//Nat. Struct. Biol. Vol. 6. P. 1113-1117.
Li T., Bonkovsky H.L., Guo J. 2011. Structural analysis of heme proteins: implications for design and prediction//BMC Struct. Biol. Vol. 11 DOI: 10.1186/1472-6807-11-13
Logan B. 2009. Exoelectrogenic bacteria that power microbial fuel cells//Nature Rev. Microbiol. V. 7. P. 375-383. 2113 DOI: 10.1038/nrmicro
Lovley D.R. 2010. Powering microbes with electricity: direct electron transfer from electrodes to microbes//Environ. Microbiol. Rep DOI: 10.1111/j.1758-2229.2010.00211.x
Maier T.M., Myers J.M., Myers C.R. 2003. Identification of the gene encoding the sole physiological fumarate reductase in Shewanella oneidensis MR-1//J. Basic Microbiol. Vol. 43. P. 312-327.
Mathews F.S. 1991. New flavoenzymes//Curr. Opin. Struct. Biol. V. 1. P. 954-967.
Methė B.A., Nelson K.E., Eisen J.A., Paulsen I.T., Nelson W. et al. 2003. Genome of Geobacter sulfurreducens: metal reduction in subsurface environments//Science. Vol. 302. P. 1967-1969.
Mikoulinskaia (Arkhipova) O., Akimenko V., Galushko A., Thauer R., Hedderich R. 1999. Cytochrome c-dependent methacrylate reductase from Geobacter sulfurreducens AM-1//Eur. J. Biochem. Vol. 263. P. 346-352.
Rossmann M.G., Moras D., Olsen K.W. 1974. Chemical and biological evolution of a nucleotide-binding protein//Nature. V. 250. P. 194-199.
Tamura K., Stecher G., Peterson D., Filipski A., Kumar S. 2013. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0//Mol. Biol. Evol. Vol. 30. P. 2725-2729.
Taylor P., Pealing S.L., Reid G.A., Chapman S.K., Walkinshaw M.D. 1999. Structural and mechanistic mapping of a unique fumarate reductase//Nat. Struct. Biol. Vol. 6. P. 1108-1112.
Wierenga R.K., Terpstra P., Hol W.G. 1986. Prediction of the occurrence of the ADP-binding beta alpha beta-fold in proteins, using an amino acid sequence fingerprint//J. Mol. Biol. Vol. 187. P. 101-107.

Еще

Статья научная