Sphingomonas sp. KT-1 PahZ2 Structure Reveals a Role for Conformational Dynamics in Peptide Bond Hydrolysis.
Sphingomonas sp. KT-1 PahZ2 Structure Reveals a Role for Conformational Dynamics in Peptide Bond Hydrolysis.
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DOI：
10.1021/acs.jpcb.1c01216
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发表时间：
2021-06-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Miller JM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brambley CA;Yared TJ;Gonzalez M;Jansch AL;Wallen JR;Weiland MH;Miller JM
聚天冬氨酸（PAA）是一种常见的水溶性聚羧酸盐，应用范围广泛。PAA的生物降解和环境同化首次在河水细菌菌株，鞘氨醇单胞菌属KT-1和土壤杆菌属KP-2。在鞘氨醇单胞菌KT-1中，PahZ 1 KT-1将β-酰胺键切割成寡聚（天冬氨酸），然后被PahZ 2KT-1降解。最近，我们报道了PahZ 1 KT-1的第一个结构。在这里，我们报告的新结构PahZ 2KT-1绑定到Gd 3 +/Sm 3+或Zn 2+阳离子的二聚体状态与M28金属肽酶家族成员一致。PahZ 2KT-1单体包括二聚化结构域和具有双Zn 2+阳离子的催化结构域。MD方法预测推定的底物结合位点跨越二聚化和催化结构域，其中NaCl促进从开放构象到封闭构象的转变，所述封闭构象将底物定位在催化锌离子附近。PahZ 1 KT-1和PahZ 2KT-1的结构知识将允许蛋白质工程努力开发新的生物降解试剂。
Poly(aspartic acid) (PAA) is a common water-soluble polycarboxylate used in a broad range of applications. PAA biodegradation and environmental assimilation were first identified in river water bacterial strains, Sphingomonas sp. KT-1 and Pedobacter sp. KP-2. Within Sphingomonas sp. KT-1, PahZ1KT-1 cleaves β-amide linkages to oligo(aspartic acid) and then is degraded by PahZ2KT-1. Recently, we reported the first structure for PahZ1KT-1. Here, we report novel structures for PahZ2KT-1 bound to either Gd3+/Sm3+ or Zn2+ cations in a dimeric state consistent with M28 metallopeptidase family members. PahZ2KT-1 monomers include a dimerization domain and a catalytic domain with dual Zn2+ cations. MD methods predict the putative substrate binding site to span across the dimerization and catalytic domains, where NaCl promotes the transition from an open conformation to a closed conformation that positions the substrate adjacent to catalytic zinc ions. Structural knowledge of PahZ1KT-1 and PahZ2KT-1 will allow for protein engineering endeavors to develop novel biodegradation reagents.
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