Structure and mechanism of a bacterial host-protein citrullinating virulence factor, Porphyromonas gingivalis peptidylarginine deiminase.
Structure and mechanism of a bacterial host-protein citrullinating virulence factor, Porphyromonas gingivalis peptidylarginine deiminase.
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DOI：
10.1038/srep11969
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发表时间：
2015-07-01
影响因子：
4.6
通讯作者：
Gomis-Rüth FX
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Goulas T;Mizgalska D;Garcia-Ferrer I;Kantyka T;Guevara T;Szmigielski B;Sroka A;Millán C;Usón I;Veillard F;Potempa B;Mydel P;Solà M;Potempa J;Gomis-Rüth FX
瓜氨酸化是高等生物翻译后的一种修饰，它可以去亚胺化蛋白质和多肽中的精氨酸。它发生在生理过程中，但也发生在病理中，如多发性硬化症、纤维化、阿尔茨海默病和类风湿性关节炎（RA）。该反应是由肽精氨酸脱亚胺酶（PADs）催化的，这种酶存在于脊椎动物中，而不存在于低等生物中。在流行病学上，RA与牙周病有关，其主要感染源为牙龈卟啉单胞菌。独特的微生物中，牙龈卟啉单胞菌分泌一种PAD，称为PPAD（卟啉单胞菌肽精氨酸脱亚胺酶），这是遗传上与真核PAD无关。在这里，我们研究了PPAD的功能及其无底物、底物-复合物和底物-模拟复合物结构。它包括一个具有五倍α/β-螺旋桨结构的扁平圆柱形催化结构域和一个c端免疫球蛋白样结构域。PPAD活性位点是位于其中一个圆柱体基座上的漏斗。它容纳来自肽底物的精氨酸，经过“米切利斯环”的重排，关闭了裂缝。底物的胍基和羧酸基紧密结合，这解释了PPAD对c端精氨酸的活性，而不是对肽的活性。催化作用基于半胱氨酸-组氨酸-天冬酰胺三联体，与人类PAD1-PAD4和其他胍基修饰酶共享。我们基于18个结构衍生点突变体提出了一个工作机制假说。
Citrullination is a post-translational modification of higher organisms that deiminates arginines in proteins and peptides. It occurs in physiological processes but also pathologies such as multiple sclerosis, fibrosis, Alzheimer’s disease and rheumatoid arthritis (RA). The reaction is catalyzed by peptidylarginine deiminases (PADs), which are found in vertebrates but not in lower organisms. RA has been epidemiologically associated with periodontal disease, whose main infective agent is Porphyromonas gingivalis. Uniquely among microbes, P. gingivalis secretes a PAD, termed PPAD (Porphyromonas peptidylarginine deiminase), which is genetically unrelated to eukaryotic PADs. Here, we studied function of PPAD and its substrate-free, substrate-complex, and substrate-mimic-complex structures. It comprises a flat cylindrical catalytic domain with five-fold α/β-propeller architecture and a C-terminal immunoglobulin-like domain. The PPAD active site is a funnel located on one of the cylinder bases. It accommodates arginines from peptide substrates after major rearrangement of a “Michaelis loop” that closes the cleft. The guanidinium and carboxylate groups of substrates are tightly bound, which explains activity of PPAD against arginines at C-termini but not within peptides. Catalysis is based on a cysteine-histidine-asparagine triad, which is shared with human PAD1-PAD4 and other guanidino-group modifying enzymes. We provide a working mechanism hypothesis based on 18 structure-derived point mutants.
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影响因子：
6.4
作者：
Henningham A;Ericsson DJ;Langer K;Casey LW;Jovcevski B;Chhatwal GS;Aquilina JA;Batzloff MR;Kobe B;Walker MJ
通讯作者：
Walker MJ
影响因子：
14.9
作者：
Davis IW;Leaver-Fay A;Chen VB;Block JN;Kapral GJ;Wang X;Murray LW;Arendall WB 3rd;Snoeyink J;Richardson JS;Richardson DC
通讯作者：
Richardson DC
影响因子：
14.9
作者：
Chiu, J;March, PE;Tillett, D
通讯作者：
Tillett, D
DOI：
10.1107/s0907444909042073
发表时间：
2010-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Chen VB;Arendall WB 3rd;Headd JJ;Keedy DA;Immormino RM;Kapral GJ;Murray LW;Richardson JS;Richardson DC
通讯作者：
Richardson DC
DOI：
10.1016/j.biocel.2013.12.009
发表时间：
2014-03-01
影响因子：
4
作者：
El-Hattab, Ayman W.;Emrick, Lisa T.;Scaglia, Fernando
通讯作者：
Scaglia, Fernando