Structural basis for persulfide-sensing specificity in a transcriptional regulator.
Structural basis for persulfide-sensing specificity in a transcriptional regulator.
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转录调节剂中硫化物感应特异性的结构基础。
DOI：
10.1038/s41589-020-00671-9
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发表时间：
2021-01
影响因子：
14.8
通讯作者：
Giedroc DP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Capdevila DA;Walsh BJC;Zhang Y;Dietrich C;Gonzalez-Gutierrez G;Giedroc DP
基于半胱氨酸硫醇的转录调控因子通过“感应”或检测特定的氧化还原活性分子来协调氧化还原动态平衡和其他细胞过程的协调调节，进而激活特定解毒途径的转录。这些传感器对一类特殊的反应性小分子应激源，例如活性氧或硫物种，在多大程度上是细胞内真正特异的，在很大程度上是未知的。在这里，我们报告了对基于硫醇的转录抑制物SqrR的结构和机制的见解，它仅与过硫化物等氧化的硫物种反应，产生四硫键，抑制DNA操纵子-启动子的结合。对SqrR在不同衍生化状态下的晶体结构的评估，结合基于质谱学的动力学图谱策略的结果，表明过硫化物的选择性是由二硫化物形式的结构受挫决定的。这些发现导致从细菌病原体鲍曼不动杆菌中鉴定出一种未知的抑制子作为过硫化物传感器。
Cysteine thiol-based transcriptional regulators orchestrate the coordinated regulation of redox homeostasis and other cellular processes by ‘sensing’ or detecting a specific redox-active molecule, which in turn activates the transcription of a specific detoxification pathway. The extent to which these sensors are truly specific in cells for a singular class of reactive small-molecule stressors, for example, reactive oxygen or sulfur species, is largely unknown. Here, we report structural and mechanistic insights into the thiol-based transcriptional repressor SqrR, which reacts exclusively with oxidized sulfur species such as persulfides, to yield a tetrasulfide bridge that inhibits DNA operator–promoter binding. Evaluation of crystallographic structures of SqrR in various derivatized states, coupled with the results of a mass spectrometry-based kinetic profiling strategy, suggest that persulfide selectivity is determined by structural frustration of the disulfide form. These findings led to the identification of an uncharacterized repressor from the bacterial pathogen Acinetobacter baumannii as a persulfide sensor.
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