Published April 27, 2021
| Version v1
Publication
Open
Structural basis of chitin utilization by a GH20 β-<i>N</i>-acetylglucosaminidase from <i>Vibrio campbellii</i> strain ATCC BAA-1116
Creators
- 1. Suranaree University of Technology
- 2. Max Planck Institute of Molecular Physiology
- 3. Vidyasirimedhi Institute of Science and Technology
Description
Vibrio species play a crucial role in maintaining the carbon and nitrogen balance between the oceans and the land through their ability to employ chitin as a sole source of energy. This study describes the structural basis for the action of the GH20 β-N-acetylglucosaminidase (VhGlcNAcase) in chitin metabolism by Vibrio campbellii (formerly V. harveyi) strain ATCC BAA-1116. Crystal structures of wild-type VhGlcNAcase in the absence and presence of the sugar ligand, and of the unliganded D437A mutant, were determined. VhGlcNAcase contains three distinct domains: an N-terminal carbohydrate-binding domain linked to a small α+β domain and a C-terminal (β/α)8 catalytic domain. The active site of VhGlcNAcase has a narrow, shallow pocket that is suitable for accommodating a small chitooligosaccharide. VhGlcNAcase is a monomeric enzyme of 74 kDa, but its crystal structures show two molecules of enzyme per asymmetric unit, in which Gln16 at the dimeric interface of the first molecule partially blocks the entrance to the active site of the neighboring molecule. The GlcNAc unit observed in subsite -1 makes exclusive hydrogen bonds to the conserved residues Arg274, Tyr530, Asp532 and Glu584, while Trp487, Trp546, Trp582 and Trp505 form a hydrophobic wall around the -1 GlcNAc. The catalytic mutants D437A/N and E438A/Q exhibited a drastic loss of GlcNAcase activity, confirming the catalytic role of the acidic pair (Asp437-Glu438).
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلعب أنواع الضمة دورًا حاسمًا في الحفاظ على توازن الكربون والنيتروجين بين المحيطات والأرض من خلال قدرتها على استخدام الكيتين كمصدر وحيد للطاقة. تصف هذه الدراسة الأساس الهيكلي لعمل GH20 β - N - acetylglucosaminidase (VhGlcNAcase) في استقلاب الكيتين بواسطة Vibrio Campbellii (سابقًا V. harveyi) سلالة ATCC BAA -1116. تم تحديد الهياكل البلورية لغلاف VhGlcNA من النوع البري في غياب ووجود ربيطة السكر، والمتحولة D437A غير المرخصة. يحتوي VhGlcNAcase على ثلاثة مجالات متميزة: مجال ربط الكربوهيدرات N - terminal مرتبط بمجال α+β صغير ومجال حفاز C - terminal (β/α)8. يحتوي الموقع النشط لـ VhGlcNAcase على جيب ضيق ضحل مناسب لاستيعاب شيتوليغوساكاريد صغير. VhGlcNAcase هو إنزيم أحادي من 74 كيلو دالتون، ولكن هياكله البلورية تظهر جزيئين من الإنزيم لكل وحدة غير متماثلة، حيث يحجب Gln16 عند الواجهة الثنائية للجزيء الأول جزئيًا مدخل الموقع النشط للجزيء المجاور. تقوم وحدة GlcNAc المرصودة في الموقع الفرعي -1 بعمل روابط هيدروجينية حصرية للمخلفات المحفوظة Arg274 و Tyr530 و Asp532 و Glu584، بينما تشكل Trp487 و Trp546 و Trp582 و Trp505 جدارًا كارهًا للماء حول -1 GlcNAc. أظهرت الطفرات الحفازة D437A/N و E438A/Q خسارة كبيرة في نشاط GlcNAcase، مما يؤكد الدور الحفاز للزوج الحمضي (Asp437 - Glu438).Translated Description (French)
Les espèces Vibrio jouent un rôle crucial dans le maintien de l'équilibre carbone et azote entre les océans et la terre grâce à leur capacité à utiliser la chitine comme seule source d'énergie. Cette étude décrit la base structurelle de l'action de la β-N-acétylglucosaminidase GH20 (VhGlcNAcase) dans le métabolisme de la chitine par Vibrio campbellii (anciennement V. harveyi) souche ATCC BAA-1116. Les structures cristallines de VhGlcNAcase de type sauvage en l'absence et en présence du ligand sucre, et du mutant D437A non ligandé, ont été déterminées. VhGlcNAcase contient trois domaines distincts : un domaine de liaison aux glucides N-terminal lié à un petit domaine α+β et un domaine catalytique C-terminal (β/α)8. Le site actif de VhGlcNAcase a une poche étroite et peu profonde qui convient pour accueillir un petit chitooligosaccharide. VhGlcNAcase est une enzyme monomère de 74 kDa, mais ses structures cristallines montrent deux molécules d'enzyme par unité asymétrique, dans laquelle Gln16 à l'interface dimérique de la première molécule bloque partiellement l'entrée du site actif de la molécule voisine. L'unité GlcNAc observée dans le sous-site -1 crée des liaisons hydrogène exclusives avec les résidus conservés Arg274, Tyr530, Asp532 et Glu584, tandis que Trp487, Trp546, Trp582 et Trp505 forment une paroi hydrophobe autour de la GlcNAc -1. Les mutants catalytiques D437A/N et E438A/Q ont présenté une perte drastique de l'activité GlcNAcase, confirmant le rôle catalytique de la paire acide (Asp437-Glu438).Translated Description (Spanish)
Las especies de Vibrio desempeñan un papel crucial en el mantenimiento del equilibrio de carbono y nitrógeno entre los océanos y la tierra a través de su capacidad para emplear la quitina como única fuente de energía. Este estudio describe la base estructural para la acción de la β-N-acetilglucosaminidasa GH20 (VhGlcNAcasa) en el metabolismo de la quitina por la cepa ATCC BAA-1116 de Vibrio campbellii (anteriormente V. harveyi). Se determinaron las estructuras cristalinas de VhGlcNAcasa de tipo salvaje en ausencia y presencia del ligando de azúcar, y del mutante D437A no ligado. La VhGlcNAcasa contiene tres dominios distintos: un dominio de unión a carbohidratos N-terminal unido a un dominio α+β pequeño y un dominio catalítico C-terminal (β/α)8. El sitio activo de VhGlcNAcase tiene un bolsillo estrecho y poco profundo que es adecuado para acomodar un pequeño quitooligosacárido. La VhGlcNAcasa es una enzima monomérica de 74 kDa, pero sus estructuras cristalinas muestran dos moléculas de enzima por unidad asimétrica, en las que Gln16 en la interfaz dimérica de la primera molécula bloquea parcialmente la entrada al sitio activo de la molécula vecina. La unidad GlcNAc observada en el subsitio -1 hace enlaces de hidrógeno exclusivos a los residuos conservados Arg274, Tyr530, Asp532 y Glu584, mientras que Trp487, Trp546, Trp582 y Trp505 forman una pared hidrófoba alrededor de -1 GlcNAc. Los mutantes catalíticos D437A/N y E438A/Q exhibieron una pérdida drástica de la actividad de GlcNAcasa, lo que confirma el papel catalítico del par ácido (Asp437-Glu438).Files
jc5037.pdf.pdf
Files
(2.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:04ceb7cfbe6f931765daef973371c928
|
2.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الأساس الهيكلي لاستخدام الكيتين بواسطة GH20 β -<i>N</i> - acetylglucosaminidase من سلالة <i>Vibrio Campbellii</i> ATCC BAA -1116
- Translated title (French)
- Base structurelle de l'utilisation de la chitine par une<i> β-N-acétylglucosaminidase</i>GH20 de la souche <i>Vibrio campbellii</i> ATCC BAA-1116
- Translated title (Spanish)
- Base estructural de la utilización de quitina por una GH20 β-<i>N</i>-acetilglucosaminidasa de la cepa ATCC BAA-1116 de <i>Vibrio campbellii</i>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3157773774
- DOI
- 10.1107/s2059798321002771
References
- https://openalex.org/W1543194508
- https://openalex.org/W1564222662
- https://openalex.org/W1673140692
- https://openalex.org/W1899603814
- https://openalex.org/W1967194316
- https://openalex.org/W1969718038
- https://openalex.org/W1981969733
- https://openalex.org/W1982414593
- https://openalex.org/W1983798208
- https://openalex.org/W1989358564
- https://openalex.org/W1994607363
- https://openalex.org/W2004765042
- https://openalex.org/W2005986251
- https://openalex.org/W2007851253
- https://openalex.org/W2010869624
- https://openalex.org/W2013407003
- https://openalex.org/W2017784316
- https://openalex.org/W2020321288
- https://openalex.org/W2021756596
- https://openalex.org/W2022058405
- https://openalex.org/W2029075814
- https://openalex.org/W2035503835
- https://openalex.org/W2035892849
- https://openalex.org/W2055283788
- https://openalex.org/W2062967645
- https://openalex.org/W2067292557
- https://openalex.org/W2070695325
- https://openalex.org/W2074473216
- https://openalex.org/W2084283959
- https://openalex.org/W2087112671
- https://openalex.org/W2093293698
- https://openalex.org/W2100507403
- https://openalex.org/W2103996248
- https://openalex.org/W2106131106
- https://openalex.org/W2106325630
- https://openalex.org/W2108861643
- https://openalex.org/W2108921801
- https://openalex.org/W2122559203
- https://openalex.org/W2124026197
- https://openalex.org/W2144347789
- https://openalex.org/W2147949826
- https://openalex.org/W2148873746
- https://openalex.org/W2154714625
- https://openalex.org/W2159211495
- https://openalex.org/W2163341755
- https://openalex.org/W2184635172
- https://openalex.org/W2266200420
- https://openalex.org/W2756444346
- https://openalex.org/W3009988458
- https://openalex.org/W4248872320
- https://openalex.org/W860886672