Published April 1, 2010
| Version v1
Publication
Open
Three Different and Tissue-specific NAD-Malic Enzymes Generated by Alternative Subunit Association in Arabidopsis thaliana
- 1. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos
- 2. National University of Rosario
- 3. University of Cologne
Description
The Arabidopsis thaliana genome contains two genes encoding the mitochondrial NAD-malic enzyme (NAD-ME), NAD-ME1 (At2g13560) and NAD-ME2 (At4g00570). The characterization of recombinant NAD-ME1 and -2 indicated that both enzymes assemble as active homodimers; however, a heterodimeric enzyme (NAD-MEH) can also be detected by electrophoretic studies. To analyze the metabolic contribution of each enzymatic entity, NAD-MEH was obtained by a co-expression-based recombinant approach, and its kinetic and regulatory properties were analyzed. The three NAD-MEs show similar kinetic properties, although they differ in the regulation by several metabolic effectors. In this regard, whereas fumarate activates NAD-ME1 and CoA activates NAD-ME2, both compounds act synergistically on NAD-MEH activity. The characterization of two chimeric enzymes between NAD-ME1 and -2 allowed specific domains of the primary structure, which are involved in the differential allosteric regulation, to be identified. NAD-ME1 and -2 subunits showed a distinct pattern of accumulation in the separate components of the floral organ. In sepals, the NAD-ME1 subunit is present at a slightly higher proportion than the NAD-ME2 subunit, and thus, NAD-MEH and NAD-ME1 act in concert in this tissue. On the other hand, NAD-ME2 is the only isoform present in anthers. In view of the different properties of NAD-ME1, -2, and -H, we suggest that mitochondrial NAD-ME activity may be regulated by varying native association in vivo, rendering enzymatic entities with distinct allosteric regulation to fulfill specific roles. The presence of three different NAD-ME entities, which originate by alternative associations of two subunits, is suggested to be a novel phenomenon unique to plant mitochondria.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يحتوي جينوم Arabidopsis thaliana على جينين يشفران إنزيم NAD - malic الميتوكوندريا (NAD - ME)، NAD - ME1 (At2g13560) و NAD - ME2 (At4g00570). أشار توصيف NAD - ME1 و -2 المؤتلف إلى أن كلا الإنزيمين يتجمعان كمتجانسين نشطين ؛ ومع ذلك، يمكن أيضًا اكتشاف إنزيم غير متجانس (NAD - MEH) من خلال دراسات الرحلان الكهربائي. لتحليل المساهمة الأيضية لكل كيان إنزيمي، تم الحصول على NAD - MEH من خلال نهج مؤتلف قائم على التعبير المشترك، وتم تحليل خصائصه الحركية والتنظيمية. تُظهر NAD - MEs الثلاثة خصائص حركية متشابهة، على الرغم من اختلافها في التنظيم من خلال العديد من المؤثرات الأيضية. في هذا الصدد، في حين أن fumarate ينشط NAD - ME1 و CoA ينشط NAD - ME2، فإن كلا المركبين يعملان بشكل تآزري على نشاط NAD - MEH. سمح توصيف اثنين من الإنزيمات الخيمرية بين NAD - ME1 و -2 بتحديد مجالات محددة للهيكل الأساسي، والتي تشارك في التنظيم التفريقي التفريقي. أظهرت الوحدتان الفرعيتان NAD - ME1 و -2 نمطًا متميزًا من التراكم في المكونات المنفصلة للعضو الزهري. في SEPALS، توجد الوحدة الفرعية NAD - ME1 بنسبة أعلى قليلاً من الوحدة الفرعية NAD - ME2، وبالتالي، تعمل NAD - MEH و NAD - ME1 بالتنسيق في هذا النسيج. من ناحية أخرى، NAD - ME2 هو الشكل المتساوي الوحيد الموجود في الأنثرات. في ضوء الخصائص المختلفة لـ NAD - ME1 و -2 و H، نقترح أن نشاط NAD - ME للميتوكوندريا قد يتم تنظيمه من خلال ارتباط أصلي مختلف في الكائن الحي، مما يجعل الكيانات الأنزيمية ذات تنظيم تفارغي متميز للوفاء بأدوار محددة. يُقترح أن يكون وجود ثلاثة كيانات مختلفة من NAD - ME، والتي تنشأ عن طريق ارتباطات بديلة لوحدتين فرعيتين، ظاهرة جديدة فريدة من نوعها لزراعة الميتوكوندريا.Translated Description (French)
Le génome d'Arabidopsis thaliana contient deux gènes codant pour l'enzyme malique NAD mitochondriale (NAD-ME), NAD-ME1 (At2g13560) et NAD-ME2 (At4g00570). La caractérisation des NAD-ME1 et -2 recombinants a indiqué que les deux enzymes s'assemblent en tant qu'homodimères actifs ; cependant, une enzyme hétérodimère (NAD-MEH) peut également être détectée par des études électrophorétiques. Pour analyser la contribution métabolique de chaque entité enzymatique, le NAD-MEH a été obtenu par une approche recombinante basée sur la co-expression, et ses propriétés cinétiques et régulatrices ont été analysées. Les trois NAD-ME présentent des propriétés cinétiques similaires, bien qu'elles diffèrent dans la régulation par plusieurs effecteurs métaboliques. À cet égard, alors que le fumarate active le NAD-ME1 et que le CoA active le NAD-ME2, les deux composés agissent en synergie sur l'activité du NAD-MEH. La caractérisation de deux enzymes chimériques entre NAD-ME1 et -2 a permis d'identifier des domaines spécifiques de la structure primaire, impliqués dans la régulation allostérique différentielle. Les sous-unités NAD-ME1 et -2 ont montré un modèle distinct d'accumulation dans les composants séparés de l'organe floral. Chez les sépales, la sous-unité NAD-ME1 est présente à une proportion légèrement plus élevée que la sous-unité NAD-ME2, et donc, NAD-MEH et NAD-ME1 agissent de concert dans ce tissu. D'autre part, NAD-ME2 est la seule isoforme présente dans les anthères. Compte tenu des différentes propriétés de NAD-ME1, -2 et -H, nous suggérons que l'activité mitochondriale de NAD-ME peut être régulée par une association native variable in vivo, rendant les entités enzymatiques avec une régulation allostérique distincte pour remplir des rôles spécifiques. La présence de trois entités NAD-ME différentes, qui proviennent d'associations alternatives de deux sous-unités, est suggérée comme un phénomène nouveau unique aux mitochondries végétales.Translated Description (Spanish)
El genoma de Arabidopsis thaliana contiene dos genes que codifican la enzima NAD-málica mitocondrial (NAD-ME), NAD-ME1 (At2g13560) y NAD-ME2 (At4g00570). La caracterización de NAD-ME1 y -2 recombinante indicó que ambas enzimas se ensamblan como homodímeros activos; sin embargo, también se puede detectar una enzima heterodimérica (NAD-MEH) mediante estudios electroforéticos. Para analizar la contribución metabólica de cada entidad enzimática, se obtuvo NAD-MEH mediante un enfoque recombinante basado en la coexpresión, y se analizaron sus propiedades cinéticas y reguladoras. Las tres NAD-ME muestran propiedades cinéticas similares, aunque difieren en la regulación por varios efectores metabólicos. En este sentido, mientras que el fumarato activa NAD-ME1 y CoA activa NAD-ME2, ambos compuestos actúan sinérgicamente sobre la actividad de NAD-MEH. La caracterización de dos enzimas quiméricas entre NAD-ME1 y -2 permitió identificar dominios específicos de la estructura primaria, que están involucrados en la regulación alostérica diferencial. Las subunidades NAD-ME1 y -2 mostraron un patrón distinto de acumulación en los componentes separados del órgano floral. En sépalos, la subunidad NAD-ME1 está presente en una proporción ligeramente mayor que la subunidad NAD-ME2 y, por lo tanto, NAD-MEH y NAD-ME1 actúan conjuntamente en este tejido. Por otro lado, NAD-ME2 es la única isoforma presente en las anteras. En vista de las diferentes propiedades de NAD-ME1, -2 y -H, sugerimos que la actividad mitocondrial de NAD-ME puede regularse variando la asociación nativa in vivo, lo que hace que las entidades enzimáticas tengan una regulación alostérica distinta para cumplir funciones específicas. Se sugiere que la presencia de tres entidades NAD-ME diferentes, que se originan por asociaciones alternativas de dos subunidades, es un fenómeno novedoso exclusivo de las mitocondrias vegetales.Files
pdf.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:05f8e4e30ad87083e7f8b6ae03796056
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ثلاثة إنزيمات NAD - Malic مختلفة ومحددة للأنسجة تم إنشاؤها بواسطة جمعية الوحدة الفرعية البديلة في Arabidopsis thaliana
- Translated title (French)
- Trois enzymes NAD-maliques différentes et spécifiques aux tissus générées par l'association de sous-unités alternatives chez Arabidopsis thaliana
- Translated title (Spanish)
- Tres enzimas NAD-málicas diferentes y específicas de tejido generadas por la asociación de subunidades alternativas en Arabidopsis thaliana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2050643560
- DOI
- 10.1074/jbc.m109.097477
References
- https://openalex.org/W116076764
- https://openalex.org/W1499169734
- https://openalex.org/W1501635287
- https://openalex.org/W1559645284
- https://openalex.org/W1562919645
- https://openalex.org/W1582366552
- https://openalex.org/W1752377830
- https://openalex.org/W1972572560
- https://openalex.org/W1993030605
- https://openalex.org/W1997196687
- https://openalex.org/W2001313672
- https://openalex.org/W2004409455
- https://openalex.org/W2019560867
- https://openalex.org/W2022510326
- https://openalex.org/W2031607883
- https://openalex.org/W2032118099
- https://openalex.org/W2033221200
- https://openalex.org/W2034169475
- https://openalex.org/W2035465820
- https://openalex.org/W2040204960
- https://openalex.org/W2047611334
- https://openalex.org/W2061289865
- https://openalex.org/W2065848109
- https://openalex.org/W2067765290
- https://openalex.org/W2074730485
- https://openalex.org/W2096451658
- https://openalex.org/W2099595662
- https://openalex.org/W2100837269
- https://openalex.org/W2102223554
- https://openalex.org/W2103347062
- https://openalex.org/W2115249381
- https://openalex.org/W2116146765
- https://openalex.org/W2124156805
- https://openalex.org/W2128847735
- https://openalex.org/W2133494707
- https://openalex.org/W2134855369
- https://openalex.org/W2150090592
- https://openalex.org/W2163438985
- https://openalex.org/W2409326517
- https://openalex.org/W2414854013
- https://openalex.org/W975364291