Molecular mechanism and evolution of guanylate kinase regulation by (p)ppGpp.
Molecular mechanism and evolution of guanylate kinase regulation by (p)ppGpp.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2014.12.037
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发表时间：
2015-02-19
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Wang, Jue D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Kuanqing;Myers, Angela R.;Pisithkul, Tippapha;Claas, Kathy R.;Satyshur, Kenneth A.;Amador-Noguez, Daniel;Keck, James L.;Wang, Jue D.
核苷酸（p）ppGpp介导细菌应激反应，但其靶标和潜在的作用机制在细菌物种之间存在差异，并且仍然不完全了解。在这里，我们的特点（p）ppGpp和鸟苷酸激酶（GMK）之间的分子相互作用，揭示了这种相互作用在适应饥饿的重要性。结合结构和动力学分析，我们表明，（p）ppGpp结合GMK活性位点和竞争性抑制酶。（p）ppGpp-GMK相互作用阻止GMP转化为GDP，导致氨基酸下调时GMP积累。消除这种相互作用导致过量的（p）ppGpp和对氨基酸饥饿的适应缺陷。对遗传多样性细菌的GMK的调查表明，（p）ppGpp-GMK相互作用在厚壁菌门、放线菌门和异常球菌-栖热菌门的成员中是保守的，但在变形菌门中不保守，其中（p）ppGpp调节RNA聚合酶（RNAP）。我们建议，GMK是一个祖先的（p）ppGpp目标和RNAP进化最近作为一个直接的目标在变形菌。
The nucleotide (p)ppGpp mediates bacterial stress responses, but its targets and underlying mechanisms of action vary among bacterial species and remain incompletely understood. Here we characterize the molecular interaction between (p)ppGpp and guanylate kinase (GMK) revealing the importance of this interaction in adaptation to starvation. Combining structural and kinetic analyses, we show that (p)ppGpp binds the GMK active site and competitively inhibits the enzyme. The (p)ppGpp-GMK interaction prevents the conversion of GMP to GDP, resulting in GMP accumulation upon amino acid downshift. Abolishing this interaction leads to excess (p)ppGpp and defective adaptation to amino acid starvation. A survey of GMKs from phylogenetically diverse bacteria shows that the (p)ppGpp-GMK interaction is conserved in members of Firmicutes, Actinobacteria, and Deinococcus-Thermus, but not in Proteobacteria where (p)ppGpp regulates RNA polymerase (RNAP). We propose that GMK is an ancestral (p)ppGpp target and RNAP evolved more recently as a direct target in Proteobacteria.
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影响因子：
6.4
作者：
Gaca AO;Kajfasz JK;Miller JH;Liu K;Wang JD;Abranches J;Lemos JA
通讯作者：
Lemos JA
影响因子：
6.4
作者：
Lennon CW;Lemmer KC;Irons JL;Sellman MI;Donohue TJ;Gourse RL;Ross W
通讯作者：
Ross W
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
3.7
作者：
Atkinson GC;Tenson T;Hauryliuk V
通讯作者：
Hauryliuk V
影响因子：
6.4
作者：
Dordel, Janina;Kim, Choonkeun;Tomasz, Alexander
通讯作者：
Tomasz, Alexander