Published August 1, 2008 | Version v1
Publication Open

Three Consecutive Arginines Are Important for the Mycobacterial Peptide Deformylase Enzyme Activity

  • 1. Institute of Microbial Technology
  • 2. Council of Scientific and Industrial Research

Description

Genes encoding the peptide deformylase enzyme (def) are present in all eubacteria and are involved in the deformylation of the N-formyl group of newly synthesized polypeptides during protein synthesis. We compared the amino acid sequences of this enzyme in different mycobacterial species and found that they are highly conserved (76% homology with 62% identity); however, when this comparison was extended to other eubacterial homologs, it emerged that the mycobacterial proteins have an insertion region containing three consecutive arginine residues (residues 77-79 in Mycobacterium tuberculosis peptide deformylase (mPDF)). Here, we demonstrate that these three arginines are important for the activity of mPDF. Circular dichroism studies of wild-type mPDF and of mPDF containing individual conservative substitutions (R77K, R78K, or R79K) or combined substitutions incorporated into a triple mutant (R77K/R78K/R79K) indicate that such mutations cause mPDF to undergo structural alterations. Molecular modeling of mPDF suggests that the three arginines are distal to the active site. Molecular dynamics simulations of wild-type and mutant mPDF structures indicate that the arginines may be involved in the stabilization of substrate binding pocket residues for their proper interaction with peptide(s). Treatment with 5'-phosphothiorate-modified antisense oligodeoxyribonucleotides directed against different regions of def from M. tuberculosis inhibits growth of Mycobacterium smegmatis in culture. Taken together, these results hold out the possibility of future design of novel mycobacteria-specific PDF inhibitors.

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

Translated Description (Arabic)

توجد الجينات التي تشفر إنزيم ديفورميلاز الببتيد (DEF) في جميع أنواع البكتيريا وتشارك في تشوه مجموعة N - formyl من البولي ببتيدات المصنعة حديثًا أثناء تخليق البروتين. قارنا تسلسلات الأحماض الأمينية لهذا الإنزيم في أنواع مختلفة من البكتيريا الفطرية ووجدنا أنها محفوظة بشكل كبير (76 ٪ تماثل مع هوية 62 ٪) ؛ ومع ذلك، عندما تم تمديد هذه المقارنة إلى متجانسات أخرى من البكتيريا، اتضح أن البروتينات الفطرية لها منطقة إدراج تحتوي على ثلاث بقايا أرجينين متتالية (بقايا 77-79 في المتفطرة السلية الببتيدية ديفورميلاز (mPDF)). هنا، نثبت أن هذه الأرجينينات الثلاثة مهمة لنشاط mPDF. تشير دراسات ثنائية اللون الدائرية لـ mPDF من النوع البري و mPDF التي تحتوي على بدائل محافظة فردية (R77K أو R78K أو R79K) أو بدائل مجمعة مدمجة في طفرة ثلاثية (R77K/R78K/R79K) إلى أن هذه الطفرات تسبب خضوع mPDF لتعديلات هيكلية. تشير النمذجة الجزيئية لـ mPDF إلى أن الأرجينينات الثلاثة بعيدة عن الموقع النشط. تشير محاكاة الديناميكيات الجزيئية لهياكل mPDF من النوع البري والمتحول إلى أن الأرجينينات قد تشارك في تثبيت بقايا جيب ربط الركيزة لتفاعلها المناسب مع الببتيد(الببتيدات). العلاج مع أوليجوديوكسيريبونوكليوتيدات 5'- phosphothiorate - modified antisense oligodeoxyribonucleotides الموجهة ضد مناطق مختلفة من ديف من السل يثبط نمو المتفطرة اللمفية في الثقافة. مجتمعة، تحمل هذه النتائج إمكانية التصميم المستقبلي لمثبطات PDF الجديدة الخاصة بالبكتيريا الفطرية.

Translated Description (French)

Les gènes codant pour l'enzyme peptide déformylase (def) sont présents dans toutes les eubactéries et sont impliqués dans la déformylation du groupe N-formyle des polypeptides nouvellement synthétisés au cours de la synthèse des protéines. Nous avons comparé les séquences d'acides aminés de cette enzyme chez différentes espèces mycobactériennes et constaté qu'elles sont très conservées (76% d'homologie avec 62% d'identité) ; cependant, lorsque cette comparaison a été étendue à d'autres homologues eubactériens, il est apparu que les protéines mycobactériennes ont une région d'insertion contenant trois résidus d'arginine consécutifs (résidus 77-79 dans Mycobacterium tuberculosis peptide deformylase (mPDF)). Ici, nous démontrons que ces trois arginines sont importantes pour l'activité du mPDF. Les études de dichroïsme circulaire du mPDF de type sauvage et du mPDF contenant des substitutions conservatrices individuelles (R77K, R78K ou R79K) ou des substitutions combinées incorporées dans un triple mutant (R77K/R78K/R79K) indiquent que de telles mutations entraînent des altérations structurelles du mPDF. La modélisation moléculaire du mPDF suggère que les trois arginines sont distales du site actif. Les simulations de dynamique moléculaire des structures mPDF de type sauvage et mutantes indiquent que les arginines peuvent être impliquées dans la stabilisation des résidus de poche de liaison au substrat pour leur interaction appropriée avec le (s) peptide(s). Le traitement avec des oligodésoxyribonucléotides antisens modifiés par le 5'-phosphothiorate dirigés contre différentes régions de DEF de M. tuberculosis inhibe la croissance de Mycobacterium smegmatis en culture. Pris ensemble, ces résultats laissent entrevoir la possibilité d'une conception future de nouveaux inhibiteurs PDF spécifiques aux mycobactéries.

Translated Description (Spanish)

Los genes que codifican la enzima péptido desformilasa (def) están presentes en todas las eubacterias y están involucrados en la desformilación del grupo N-formilo de los polipéptidos recién sintetizados durante la síntesis de proteínas. Comparamos las secuencias de aminoácidos de esta enzima en diferentes especies micobacterianas y encontramos que están altamente conservadas (76% de homología con 62% de identidad); sin embargo, cuando esta comparación se extendió a otros homólogos eubacterianos, surgió que las proteínas micobacterianas tienen una región de inserción que contiene tres residuos de arginina consecutivos (residuos 77-79 en la péptido deformilasa de Mycobacterium tuberculosis (mPDF)). Aquí, demostramos que estas tres argininas son importantes para la actividad de mPDF. Los estudios de dicroísmo circular de mPDF de tipo salvaje y de mPDF que contienen sustituciones conservadoras individuales (R77K, R78K o R79K) o sustituciones combinadas incorporadas en un triple mutante (R77K/R78K/R79K) indican que dichas mutaciones hacen que mPDF experimente alteraciones estructurales. El modelado molecular de mPDF sugiere que las tres argininas son distales al sitio activo. Las simulaciones de dinámica molecular de estructuras de mPDF de tipo salvaje y mutantes indican que las argininas pueden estar involucradas en la estabilización de los residuos de bolsillo de unión al sustrato para su interacción adecuada con los péptidos. El tratamiento con oligodesoxirribonucleótidos antisentido modificados con 5'-fosfotiorato dirigidos contra diferentes regiones de def de M. tuberculosis inhibe el crecimiento de Mycobacterium smegmatis en cultivo. En conjunto, estos resultados ofrecen la posibilidad de un diseño futuro de nuevos inhibidores de PDF específicos de micobacterias.

Files

pdf.pdf

Files (16.1 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:ab3955b7f0e6e966404f91ee12c6ecd4
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ثلاثة أرجينينات متتالية مهمة لنشاط إنزيم ديفورميلاز الببتيد الفطري
Translated title (French)
Trois arginines consécutives sont importantes pour l'activité enzymatique de la peptide déformylase mycobactérienne
Translated title (Spanish)
Tres argininas consecutivas son importantes para la actividad de la enzima deformilasa peptídica micobacteriana

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2012703689
DOI
10.1074/jbc.m709672200

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1509733399
  • https://openalex.org/W1529451063
  • https://openalex.org/W1540958392
  • https://openalex.org/W1729577505
  • https://openalex.org/W1932542519
  • https://openalex.org/W1968325474
  • https://openalex.org/W1969126181
  • https://openalex.org/W1973733047
  • https://openalex.org/W1980863381
  • https://openalex.org/W1986191025
  • https://openalex.org/W1990497163
  • https://openalex.org/W2002260362
  • https://openalex.org/W2003479854
  • https://openalex.org/W2020110672
  • https://openalex.org/W2023933123
  • https://openalex.org/W2027601573
  • https://openalex.org/W2029656292
  • https://openalex.org/W2043131595
  • https://openalex.org/W2046824381
  • https://openalex.org/W2048117183
  • https://openalex.org/W2050928252
  • https://openalex.org/W2053229417
  • https://openalex.org/W2069123478
  • https://openalex.org/W2071958540
  • https://openalex.org/W2072963506
  • https://openalex.org/W2076255097
  • https://openalex.org/W2077817524
  • https://openalex.org/W2088128910
  • https://openalex.org/W2095996811
  • https://openalex.org/W2097382368
  • https://openalex.org/W2099976000
  • https://openalex.org/W2106140689
  • https://openalex.org/W2108783242
  • https://openalex.org/W2109194311
  • https://openalex.org/W2115198717
  • https://openalex.org/W2118233996
  • https://openalex.org/W2123352849
  • https://openalex.org/W2132897827
  • https://openalex.org/W2145149019
  • https://openalex.org/W2152173135
  • https://openalex.org/W2158714788
  • https://openalex.org/W2165174079
  • https://openalex.org/W2170964057
  • https://openalex.org/W255996521
  • https://openalex.org/W4285719527