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Ligasa de muramilo

La pared celular bacteriana proporciona fuerza y ​​rigidez para contrarrestar la presión osmótica interna y protección contra el medio ambiente. La capa de peptidoglicano le da fuerza a la pared celular y ayuda a mantener la forma general de la célula . La estructura básica del peptidoglicano de las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas comprende una lámina de cadenas de glicano conectadas por polipéptidos cortos de reticulación . La biosíntesis del peptidoglicano es un proceso de varios pasos (11-12 pasos) que comprende tres etapas principales:

  1. formación de ácido UDP-N-acetilmurámico (UDPMurNAc) a partir de N-acetilglucosamina (GlcNAc).
  2. adición de una cadena polipeptídica corta al UDPMurNAc.
  3. adición de una segunda GlcNAc al bloque de construcción disacárido- pentapéptido y transporte de esta unidad a través de la membrana citoplasmática e incorporación a la capa de peptidoglicano en crecimiento.

La segunda etapa involucra cuatro enzimas Mur ligasas clave : MurC , [1] MurD , [2] MurE (EC) [3] y MurF (EC). [4] Estas cuatro Mur ligasas son responsables de las adiciones sucesivas de L -alanina, D -glutamato, meso - diaminopimelato o L -lisina y D -alanil- D -alanina a UDP -ácido N-acetilmurámico . Las cuatro Mur ligasas son topológicamente similares entre sí, aunque muestran una baja identidad de secuencia . Cada una está compuesta por tres dominios: un dominio de pliegue de Rossmann N-terminal responsable de la unión del sustrato UDPMurNAc; un dominio central (similar a los dominios de unión de ATP de varias ATPasas y GTPasas ); y un dominio C-terminal (similar al pliegue de la dihidrofolato reductasa ) que parece estar asociado con la unión del aminoácido entrante . Los motivos de secuencia conservados encontrados en las cuatro enzimas Mur también se asignan a otros miembros de la familia de la ligasa Mur, incluida la folilpoliglutamato sintetasa, la cianoficina sintetasa y la enzima capB de Bacillales . [5]

Esta familia incluye la ligasa UDP-N-acetilmuramato-L-alanina (MurC), la ligasa UDP-N-acetilmuramoilalanil-D-glutamato-2,6-diaminopimelato (MurE) y la ligasa UDP-N-acetilmuramoil-tripéptido-D-alanil-D-alanina (MurF). Esta entrada también incluye la folilpoliglutamato sintasa que transfiere glutamato a folilpoliglutamato y la cianoficina sintetasa que cataliza la biosíntesis del material de reserva de las cianobacterias multi-L-arginil-poli-L-aspartato ( cianoficina ). [6]

Referencias

  1. ^ Deva T, Baker EN, Squire CJ, Smith CA (diciembre de 2006). "Estructura de la UDP-N-acetilmuramoil:L-alanina ligasa (MurC) de Escherichia coli". Acta Crystallogr. D . 62 (Pt 12): 1466–74. doi :10.1107/S0907444906038376. PMID  17139082.
  2. ^ Perdih A, Kotnik M, Hodoscek M, Solmajer T (julio de 2007). "Estudios de simulación de dinámica molecular dirigida de cambios conformacionales y de unión en E. coli MurD". Proteins . 68 (1): 243–54. doi :10.1002/prot.21374. PMID  17427948. S2CID  11577329.
  3. ^ Boniface A, Bouhss A, Mengin-Lecreulx D, Blanot D (junio de 2006). "La sintetasa MurE de Thermotoga maritima está dotada de una actividad de adición de D-lisina inusual". J. Biol. Chem . 281 (23): 15680–6. doi : 10.1074/jbc.M506311200 . PMID  16595662.
  4. ^ Longenecker KL, Stamper GF, Hajduk PJ, Fry EH, Jakob CG, Harlan JE, Edalji R, Bartley DM, Walter KA, Solomon LR, Holzman TF, Gu YG, Lerner CG, Beutel BA, Stoll VS (diciembre de 2005). "La estructura de MurF de Streptococcus pneumoniae cocristalizada con un inhibidor de moléculas pequeñas exhibe cierre interdominio". Protein Sci . 14 (12): 3039–47. doi :10.1110/ps.051604805. PMC 2253247 . PMID  16322581. 
  5. ^ Smith CA (septiembre de 2006). "Estructura, función y dinámica de la familia mur de ligasas de pared celular bacteriana". J. Mol. Biol . 362 (4): 640–55. doi :10.1016/j.jmb.2006.07.066. PMID  16934839.
  6. ^ Ziegler K, Diener A, Herpin C, Richter R, Deutzmann R, Lockau W (mayo de 1998). "Caracterización molecular de la cianoficina sintetasa, la enzima que cataliza la biosíntesis del material de reserva de las cianobacterias multi-L-arginil-poli-L-aspartato (cianoficina)". Eur. J. Biochem . 254 (1): 154–9. doi : 10.1046/j.1432-1327.1998.2540154.x . PMID  9652408.
Este artículo incorpora texto de dominio público de Pfam e InterPro : IPR000713