Published January 23, 2014 | Version v1
Publication Open

Two-Step Synthesis and Hydrolysis of Cyclic di-AMP in Mycobacterium tuberculosis

Creators

  • 1. Institute of Molecular Medicine
  • 2. Institute of Genomics and Integrative Biology
  • 3. Council of Scientific and Industrial Research
  • 4. University of Delhi
  • 5. Institut Pasteur
  • 6. French National Centre for Scientific Research

Description

Cyclic di-AMP is a recently discovered signaling molecule which regulates various aspects of bacterial physiology and virulence. Here we report the characterization of c-di-AMP synthesizing and hydrolyzing proteins from Mycobacterium tuberculosis. Recombinant Rv3586 (MtbDisA) can synthesize c-di-AMP from ATP through the diadenylate cyclase activity. Detailed biochemical characterization of the protein revealed that the diadenylate cyclase (DAC) activity is allosterically regulated by ATP. We have identified the intermediates of the DAC reaction and propose a two-step synthesis of c-di-AMP from ATP/ADP. MtbDisA also possesses ATPase activity which is suppressed in the presence of the DAC activity. Investigations by liquid chromatography -electrospray ionization mass spectrometry have detected multimeric forms of c-di-AMP which have implications for the regulation of c-di-AMP cellular concentration and various pathways regulated by the dinucleotide. We have identified Rv2837c (MtbPDE) to have c-di-AMP specific phosphodiesterase activity. It hydrolyzes c-di-AMP to 5'-AMP in two steps. First, it linearizes c-di-AMP into pApA which is further hydrolyzed to 5'-AMP. MtbPDE is novel compared to c-di-AMP specific phosphodiesterase, YybT (or GdpP) in being a soluble protein and hydrolyzing c-di-AMP to 5'-AMP. Our results suggest that the cellular concentration of c-di-AMP can be regulated by ATP concentration as well as the hydrolysis by MtbPDE.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ثنائي AMP الحلقي هو جزيء إشارة مكتشف حديثًا ينظم جوانب مختلفة من فسيولوجيا البكتيريا والفوعة. نبلغ هنا عن توصيف بروتينات c - di - AMP التي تقوم بتوليف وتحلل البروتينات من المتفطرة السلية. يمكن للمركب Rv3586 (MtbDisA) توليف c - di - AMP من ATP من خلال نشاط سيكلاز ثنائي الأدينيلات. كشف التوصيف الكيميائي الحيوي التفصيلي للبروتين أن نشاط سيكلاز ثنائي الأدينيلات (DAC) يتم تنظيمه بشكل تفصيلي بواسطة ATP. لقد حددنا المواد الوسيطة لتفاعل DAC واقترحنا تخليقًا من خطوتين لـ c - di - AMP من ATP/ADP. تمتلك MtbDisA أيضًا نشاط ATPase الذي يتم قمعه في وجود نشاط DAC. كشفت الفحوصات بواسطة الكروماتوغرافيا السائلة - قياس الطيف الكتلي للتأين بالرش الكهربائي عن أشكال متعددة من c - di - AMP والتي لها آثار على تنظيم التركيز الخلوي c - di - AMP ومسارات مختلفة ينظمها ثنائي النوكليوتيد. لقد حددنا Rv2837c (MtbPDE) ليكون له نشاط فوسفوديستراز خاص بـ c - di - AMP. يحلل c - di - AMP إلى 5'- AMP في خطوتين. أولاً، يقوم بتحويل c - di - AMP إلى pApA والذي يتحلل بالماء إلى 5'- AMP. MtbPDE جديد مقارنة بفوسفوديستراز c - di - AMP المحدد، YybT (أو GdpP) في كونه بروتين قابل للذوبان وتحلل c - di - AMP إلى 5'- AMP. تشير نتائجنا إلى أن التركيز الخلوي لـ c - di - AMP يمكن تنظيمه بواسطة تركيز ATP وكذلك التحلل المائي بواسطة MtbPDE.

Translated Description (French)

Le di-AMP cyclique est une molécule de signalisation récemment découverte qui régule divers aspects de la physiologie et de la virulence bactériennes. Nous rapportons ici la caractérisation des protéines synthétisant et hydrolysant le c-di-AMP de Mycobacterium tuberculosis. Le Rv3586 recombinant (MtbDisA) peut synthétiser le c-di-AMP à partir de l'ATP par l'activité de la diadénylate cyclase. Une caractérisation biochimique détaillée de la protéine a révélé que l'activité de la diadénylate cyclase (DAC) est régulée de manière allostérique par l'ATP. Nous avons identifié les intermédiaires de la réaction DAC et proposons une synthèse en deux étapes du c-di-AMP à partir de l'ATP/ADP. MtbDisA possède également une activité ATPase qui est supprimée en présence de l'activité DAC. Les investigations par chromatographie liquide - spectrométrie de masse à ionisation par électronébulisation ont détecté des formes multimères de c-di-AMP qui ont des implications pour la régulation de la concentration cellulaire de c-di-AMP et diverses voies régulées par le dinucléotide. Nous avons identifié Rv2837c (MtbPDE) comme ayant une activité phosphodiestérase spécifique du c-di-AMP. Il hydrolyse le c-di-AMP en 5'-AMP en deux étapes. Tout d'abord, il linéarise le c-di-AMP en pApA qui est ensuite hydrolysé en 5'-AMP. Le MtbPDE est nouveau par rapport à la phosphodiestérase spécifique du c-di-AMP, YybT (ou GdpP) en étant une protéine soluble et en hydrolysant le c-di-AMP en 5'-AMP. Nos résultats suggèrent que la concentration cellulaire de c-di-AMP peut être régulée par la concentration d'ATP ainsi que l'hydrolyse par le MtbPDE.

Translated Description (Spanish)

El di-AMP cíclico es una molécula de señalización recientemente descubierta que regula diversos aspectos de la fisiología bacteriana y la virulencia. Aquí informamos la caracterización de proteínas sintetizadoras e hidrolizantes de c-di-AMP de Mycobacterium tuberculosis. El Rv3586 recombinante (MtbDisA) puede sintetizar c-di-AMP a partir de ATP a través de la actividad de diadenilato ciclasa. La caracterización bioquímica detallada de la proteína reveló que la actividad de la diadenilato ciclasa (DAC) está regulada alostéricamente por el ATP. Hemos identificado los intermedios de la reacción DAC y proponemos una síntesis en dos etapas de c-di-AMP a partir de ATP/ADP. MtbDisA también posee actividad ATPasa que se suprime en presencia de la actividad DAC. Las investigaciones por cromatografía líquida - espectrometría de masas de ionización por electronebulización han detectado formas multiméricas de c-di-AMP que tienen implicaciones para la regulación de la concentración celular de c-di-AMP y varias vías reguladas por el dinucleótido. Hemos identificado que Rv2837c (MtbPDE) tiene actividad fosfodiesterasa específica de c-di-AMP. Hidroliza c-di-AMP a 5'-AMP en dos pasos. En primer lugar, linealiza c-di-AMP en pApA que se hidroliza adicionalmente a 5'-AMP. MtbPDE es novedoso en comparación con la fosfodiesterasa específica de c-di-AMP, YybT (o GdpP) por ser una proteína soluble e hidrolizar c-di-AMP a 5'-AMP. Nuestros resultados sugieren que la concentración celular de c-di-AMP puede ser regulada por la concentración de ATP, así como la hidrólisis por MtbPDE.

Files

journal.pone.0086096&type=printable.pdf

Files (935.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:04187d8cf891cc3afe5e25969c7e38c7
935.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التخليق على خطوتين والتحلل المائي لثنائي AMP الحلقي في المتفطرة السلية
Translated title (French)
Synthèse en deux étapes et hydrolyse du di-AMP cyclique dans Mycobacterium tuberculosis
Translated title (Spanish)
Síntesis e hidrólisis en dos pasos de di-AMP cíclico en Mycobacterium tuberculosis

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1966788586
DOI
10.1371/journal.pone.0086096

Is supplement to
https://openalex.org/W4238813949 (Other)
https://openalex.org/W25403085 (Other)
https://openalex.org/W2467053769 (Other)
https://openalex.org/W2417846524 (Other)
https://openalex.org/W2413331961 (Other)
https://openalex.org/W2073780391 (Other)
https://openalex.org/W2040368275 (Other)
https://openalex.org/W2032355380 (Other)
https://openalex.org/W1966615064 (Other)
https://openalex.org/W180243494 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1490764204
  • https://openalex.org/W1495756500
  • https://openalex.org/W1559117436
  • https://openalex.org/W1675759131
  • https://openalex.org/W1837423975
  • https://openalex.org/W1892799384
  • https://openalex.org/W1939754288
  • https://openalex.org/W1964969133
  • https://openalex.org/W1967679421
  • https://openalex.org/W1973320538
  • https://openalex.org/W1979328282
  • https://openalex.org/W1988874714
  • https://openalex.org/W1997450290
  • https://openalex.org/W2005096420
  • https://openalex.org/W2008186432
  • https://openalex.org/W2026052721
  • https://openalex.org/W2030375603
  • https://openalex.org/W2039390702
  • https://openalex.org/W2056761870
  • https://openalex.org/W2084284467
  • https://openalex.org/W2090243484
  • https://openalex.org/W2101305142
  • https://openalex.org/W2106233166
  • https://openalex.org/W2114434059
  • https://openalex.org/W2116738290
  • https://openalex.org/W2124790912
  • https://openalex.org/W2126023153
  • https://openalex.org/W2128482141
  • https://openalex.org/W2136327827
  • https://openalex.org/W2137288582
  • https://openalex.org/W2137586783
  • https://openalex.org/W2138776000
  • https://openalex.org/W2146429915
  • https://openalex.org/W2149332722
  • https://openalex.org/W2152858686
  • https://openalex.org/W2152861858
  • https://openalex.org/W2153556669
  • https://openalex.org/W2159129933
  • https://openalex.org/W2164275048