Published December 8, 2022
| Version v1
Publication
Open
Discovery and structure of a widespread bacterial ABC transporter specific for ergothioneine
Creators
- 1. Indiana University Bloomington
- 2. Fundación Instituto Leloir
Description
L-Ergothioneine (ET), the 2-thioimidazole derivative of trimethylhistidine, is biosynthesized by select fungi and bacteria, notably Mycobacterium tuberculosis, and functions as a scavenger of reactive oxygen species. The extent to which ET broadly functions in bacterial cells unable to synthesize it is unknown. Here we show that spd_1642-1643 in Streptococcus pneumoniae, a Gram-positive respiratory pathogen, encodes an ET uptake ATP-binding cassette (ABC) transporter, designated EgtU. The solute binding domain (SBD) of EgtU, EgtUC, binds ET with high affinity and exquisite specificity in a cleft between the two subdomains, with cation-π interactions engaging the betaine moiety and a network of water molecules that surround the thioimidazole ring. EgtU is highly conserved among known quaternary amine compound-specific transporters and widely distributed in Firmicutes, including the human pathogens Listeria monocytogenes, as BilEB, Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus. ET increases the chemical diversity of the low molecular weight thiol pool in Gram-positive human pathogens and may contribute to antioxidant defenses in the infected host.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتم تخليق L - Ergothioneine (ET)، مشتق 2 - thioimidazole من ثلاثي ميثيل هيستيدين، بواسطة الفطريات والبكتيريا المختارة، ولا سيما المتفطرة السلية، ويعمل كقمامة لأنواع الأكسجين التفاعلية. مدى عمل المخلوقات الفضائية على نطاق واسع في الخلايا البكتيرية غير القادرة على توليفها غير معروف. هنا نظهر أن spd _1642 -1643 في العقدية الرئوية، وهو عامل ممرض للجهاز التنفسي إيجابي الجرام، يشفر ناقل شريط ربط ATP (ABC) لامتصاص ET، المعين EgtU. يربط مجال الربط المذاب (SBD) لـ EgtU، EgtUC، المخلوقات الفضائية بألفة عالية وخصوصية رائعة في شق بين المجالين الفرعيين، مع تفاعلات الكاتيون π مع مجموعة البيتين وشبكة من جزيئات الماء التي تحيط بحلقة الثيوميدازول. يتم حفظ EgtU بشكل كبير بين ناقلات مركبات الأمين الرباعية المعروفة وتوزع على نطاق واسع في Firmicutes، بما في ذلك مسببات الأمراض البشرية Listeria monocytogenes، مثل BilEB و Enterococcus faecalis و Staphylococcus aureus. يزيد ET من التنوع الكيميائي لمجموعة الثيول منخفضة الوزن الجزيئي في مسببات الأمراض البشرية إيجابية الجرام وقد يساهم في الدفاعات المضادة للأكسدة في المضيف المصاب.Translated Description (French)
La L-Ergothionéine (ET), le dérivé 2-thioimidazole de la triméthylhistidine, est biosynthétisée par certains champignons et bactéries, notamment Mycobacterium tuberculosis, et fonctionne comme un piégeur des espèces réactives de l'oxygène. La mesure dans laquelle l'ET fonctionne largement dans les cellules bactériennes incapables de le synthétiser est inconnue. Ici, nous montrons que spd_1642-1643 chez Streptococcus pneumoniae, un pathogène respiratoire Gram-positif, code pour un transporteur de cassette de liaison à l'ATP (ABC) à absorption d'ET, désigné EgtU. Le domaine de liaison au soluté (SBD) d'EgtU, EgtUC, se lie à ET avec une affinité élevée et une spécificité exquise dans une fente entre les deux sous-domaines, avec des interactions cation-π engageant la fraction bétaïne et un réseau de molécules d'eau qui entourent le cycle thioimidazole. EgtU est hautement conservée parmi les transporteurs spécifiques aux composés aminés quaternaires connus et largement distribuée dans les Firmicutes, y compris les agents pathogènes humains Listeria monocytogenes, comme BilEB, Enterococcus faecalis et Staphylococcus aureus. L'ET augmente la diversité chimique du pool de thiol de faible poids moléculaire dans les agents pathogènes humains à Gram positif et peut contribuer aux défenses antioxydantes chez l'hôte infecté.Translated Description (Spanish)
La L-ergotioneína (ET), el derivado 2-tioimidazol de la trimetilhistidina, es biosintetizada por hongos y bacterias seleccionados, especialmente Mycobacterium tuberculosis, y funciona como un eliminador de especies reactivas de oxígeno. Se desconoce hasta qué punto la ET funciona ampliamente en células bacterianas incapaces de sintetizarla. Aquí mostramos que spd_1642-1643 en Streptococcus pneumoniae, un patógeno respiratorio Gram-positivo, codifica un transportador de casete de unión a ATP (ABC) de captación de ET, designado EgtU. El dominio de unión a soluto (SBD) de EgtU, EgtUC, se une a ET con alta afinidad y especificidad exquisita en una hendidura entre los dos subdominios, con interacciones catiónicas-π que involucran el resto de betaína y una red de moléculas de agua que rodean el anillo de tioimidazol. EgtU está altamente conservado entre los transportadores específicos de compuestos de aminas cuaternarias conocidos y ampliamente distribuido en Firmicutes, incluidos los patógenos humanos Listeria monocytogenes, como BilEB, Enterococcus faecalis y Staphylococcus aureus. El ET aumenta la diversidad química del grupo de tioles de bajo peso molecular en patógenos humanos Gram-positivos y puede contribuir a las defensas antioxidantes en el huésped infectado.Files
s41467-022-35277-3.pdf.pdf
Files
(3.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:909e04f9603b2fd5a9dcd1698ccacd98
|
3.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اكتشاف وتركيب ناقل ABC بكتيري واسع الانتشار خاص بالإرغوثيونين
- Translated title (French)
- Découverte et structure d'un transporteur ABC bactérien répandu spécifique de l'ergothionéine
- Translated title (Spanish)
- Descubrimiento y estructura de un transportador ABC bacteriano generalizado específico para la ergotioneína
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4310885964
- DOI
- 10.1038/s41467-022-35277-3
References
- https://openalex.org/W1551753761
- https://openalex.org/W1580330659
- https://openalex.org/W1580447262
- https://openalex.org/W1602046147
- https://openalex.org/W1603557193
- https://openalex.org/W1928594747
- https://openalex.org/W1958958319
- https://openalex.org/W1967754278
- https://openalex.org/W1970418532
- https://openalex.org/W1971317954
- https://openalex.org/W1971439989
- https://openalex.org/W1977244805
- https://openalex.org/W1993933306
- https://openalex.org/W1998331753
- https://openalex.org/W1999078376
- https://openalex.org/W2000106654
- https://openalex.org/W2000840258
- https://openalex.org/W2009506167
- https://openalex.org/W2017393660
- https://openalex.org/W2022176683
- https://openalex.org/W2031174158
- https://openalex.org/W2033735656
- https://openalex.org/W2039684034
- https://openalex.org/W2048255582
- https://openalex.org/W2050830020
- https://openalex.org/W2052603520
- https://openalex.org/W2055079545
- https://openalex.org/W2055956723
- https://openalex.org/W2057621608
- https://openalex.org/W2093257927
- https://openalex.org/W2104503007
- https://openalex.org/W2126383924
- https://openalex.org/W2136428925
- https://openalex.org/W2138915111
- https://openalex.org/W2139049820
- https://openalex.org/W2141224575
- https://openalex.org/W2145442096
- https://openalex.org/W2146193735
- https://openalex.org/W2148847432
- https://openalex.org/W2167785149
- https://openalex.org/W2172584831
- https://openalex.org/W2224949521
- https://openalex.org/W2326622587
- https://openalex.org/W2334659610
- https://openalex.org/W2396955726
- https://openalex.org/W2487967273
- https://openalex.org/W2560185259
- https://openalex.org/W2604610951
- https://openalex.org/W2608193358
- https://openalex.org/W2744540552
- https://openalex.org/W2769799434
- https://openalex.org/W2797396541
- https://openalex.org/W2803194076
- https://openalex.org/W2805404600
- https://openalex.org/W2808208584
- https://openalex.org/W2887605699
- https://openalex.org/W2907125488
- https://openalex.org/W2907974517
- https://openalex.org/W2911922390
- https://openalex.org/W2911983544
- https://openalex.org/W2912566673
- https://openalex.org/W2944502747
- https://openalex.org/W2950045601
- https://openalex.org/W2951027422
- https://openalex.org/W2951358367
- https://openalex.org/W2953151969
- https://openalex.org/W2976704092
- https://openalex.org/W2977004143
- https://openalex.org/W3010559905
- https://openalex.org/W3048644479
- https://openalex.org/W3124092916
- https://openalex.org/W3127757890
- https://openalex.org/W3128838728
- https://openalex.org/W3177828909
- https://openalex.org/W4200421130
- https://openalex.org/W4205451029
- https://openalex.org/W4206473341
- https://openalex.org/W4210506302
- https://openalex.org/W4210810433
- https://openalex.org/W4220735552
- https://openalex.org/W4220897858
- https://openalex.org/W4224493754
- https://openalex.org/W4225137866
- https://openalex.org/W4226293383
- https://openalex.org/W4280613964
- https://openalex.org/W4294904299
- https://openalex.org/W4308437988
- https://openalex.org/W87819187
- https://openalex.org/W88095292