マイコファクトシン
マイコファクトシン（MFT ）は、多くの種類のマイコバクテリアに自然に存在する、 RiPP（リボソーム合成および翻訳後修飾ペプチド）として知られるペプチドから誘導される小分子ファミリーです。 2011年のバイオインフォマティクス研究で発見されました。[ 1 ]すべてのマイコファクトシンは、プレマイコファクトシン（PMFT ）という前駆体を共有しており、付加されたセルロース末端が異なります。PMFTとMFTはどちらも酸化還元活性であるため、酸化ジオン（マイコファクトシノン）型と還元ジオール（マイコファクトシノール）型があり、それぞれPMFTH 2とMFTH 2と呼ばれます。[ 2 ]
名前
「マイコファクトシン」という名前は、3 つの単語に由来しています。1 つは属名「マイコバクテリウム」（この名前はマイコバクテリウム属全般にほぼ共通です）、「補因子」はゲノム中に存在することから、特定の酵素ファミリーが、まるでそれが必要な補因子であるかのように共存することが予測されるため、「バクテリオシン」 は、その生合成に不可欠なラジカル SAM酵素 である MftC が、バクテリオシンであるサブチロシン A をその前駆体ペプチドから生合成するための重要な酵素と密接に関連しているためです。
命名法
n単位のグルコース末端を持つMFTはMFT- n ；還元型ではMFT - nH2と呼ばれる。 [ 2 ] 2-O-メチルグルコースを持つMFTはメチルマイコファクトシン（MMFT）と呼ばれ、同様の番号が付けられている。[ 2 ]
関数
マイコファクトシンは、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）が交換不可能に結合した酵素であるニコチノプロテインが関与する酸化還元経路において役割を果たしていると考えられている。 [ 3 ]この概念は、マイコファクトシンとピロロキノリンキノン（PQQ）の多くの類似点を浮き彫りにした比較ゲノム研究に大きく基づいている。[ 4 ]どちらの場合も、RiPP の成熟にはラジカル SAM 酵素による前駆体ペプチドの翻訳後修飾が必要であり、このシステムは多くの種で非常に類似した形で出現し、生成物は細胞外に排出されるのではなく細胞内で利用されるようであり、いくつかの酵素ファミリーはこれらのシステムを持つ細菌にのみ存在する。単一ゲノムによってコード化されていると推定されるマイコファクトシン依存性酸化還元酵素の数は非常に多く、Rhodococcus jostii RHA1 では少なくとも 19 個、Mycobacterium avium では短鎖脱水素酵素/還元酵素 (SDR) ファミリーだけで 26 個あります。
ニコチノプロテインカルベオール脱水素酵素（EC 1.1.1.n4）であるLimC（Q9RA05）は、試験管内でMFTとPMFTの両方を利用することが示されている。[ 2 ]
生合成
| 外観画像 | |
|---|---|
 マイコファクトシンの生合成、遺伝子クラスターと既知のステップの図解。[ 2 ] |
マイコファクトシン生合成経路は、これまでに配列決定された細菌ゲノムコレクションにおいて、RiPPシステムの中で最も豊富なものの一つです。しかし、その種分布は、結核の原因菌であり、したがってヒトの細菌性病原体の中で最も致死率の高いMycobacterium tuberculosisを含む放線菌類に大きく偏っています。このシステムは土壌細菌では一般的ですが、正常なヒトマイクロバイオームではほとんど存在しません。
- 前駆体ペプチドMftAからのマイコファクトシンの生合成は、前駆体結合タンパク質MftBの助けを借りて、ラジカルSAM酵素MftCによるC末端チロシン残基の脱炭酸から始まる。 [ 5 ] [ 6 ]
- しかし、MftCは次に、MftAの前駆体ペプチドにさらなる修飾を行うようです。これは、見逃されやすい異性化であり、チラミン-バリン架橋を導入し、その過程で別のS-アデノシルメチオニンを消費します。[ 7 ] MftCによるMftAへの2つの修飾の必要性は、PQQの前駆体であるPqqAに見られる保存レベルと比較して、MftAの最後の8つの残基における高度なアミノ酸保存性を説明できるかもしれません。
- 次に、クレアチニナーゼホモログMftEはC末端ジペプチドVY*（バリン-チロシン、*はチロシンが以前に修飾されていることを示す）を放出する。[ 8 ]
- 次に、MftDはVY由来のジペプチドを生物学的に活性な酸化還元中心を持つプレマイコファクトシンに変換する。[ 9 ]
- そして最後に、糖転移酵素MftFはプレマイコファクトシン上に様々な大きさのβ-1,4結合型グルコースオリゴマー鎖（セルロース）を構築し、時には2 -O-メチルグルコースなどの誘導体に置換する。[ 2 ]
したがって、マイコファクトシンは単一の化合物ではなく、結合したオリゴ糖の性質が異なる、密接に関連した電子キャリアの混合物です。
参考文献
- ^ Haft, Daniel H. (2011). 「広く分布するリボソーム産生電子キャリア前駆体、その成熟タンパク質、そしてニコチノプロテイン酸化還元パートナーに関するバイオインフォマティクス的証拠」 . BMC Genomics . 12 21. doi : 10.1186/1471-2164-12-21 . PMC 3023750. PMID 21223593 .
- ^ a b c d e fペーニャ＝オルティス L、グラサ AP、グオ H、ブラガ D、ケルナー TG、レゲシュタイン L;他。 （2020年）。「酸化還元補助因子マイコファクトシンの構造解明により、MftF によるオリゴグリコシル化が明らかになりました。 」化学科学。11 (20): 5182–5190 .土井: 10.1039/d0sc01172j。PMC 7491314。PMID 33014324。
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ Haft DH, Pierce PG, Mayclin SJ, Sullivan A, Gardberg AS, Abendroth J, et al. (2017). 「Mycofactocin関連マイコバクテリア脱水素酵素と非交換性NAD補因子」 . Sci Rep . 7 41074. Bibcode : 2017NatSR...741074H . doi : 10.1038 /srep41074 . PMC 5264612. PMID 28120876 .
- ^ Haft, Daniel H. (2014). 「比較ゲノミクスを用いた微生物学における新たな発見の推進」 . Curr Opin Microbiol . 23 : 189–96 . doi : 10.1016/j.mib.2014.11.017 . PMC 4325363. PMID 25617609 .
- ^ Bruender, NA; Bandarian, V (2016). 「ラジカルS-アデノシル-L-メチオニン酵素MftCはMftAペプチドのC末端の酸化的脱炭酸を触媒する」 .生化学. 55 ( 20): 2813–6 . doi : 10.1021/acs.biochem.6b00355 . PMC 5331333. PMID 27158836 .
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- ^ Bruender NA, Bandarian V (2017). 「Mycobacterium smegmatis由来のクレアチニナーゼホモログMftEは、新規リボソーム合成翻訳後修飾ペプチド（RiPP）の生合成においてペプチド切断反応を触媒する」. J Biol Chem . 292 (10): 4371– 4381. doi : 10.1074/jbc.M116.762062 . PMC 5354501. PMID 28077628 .
- ^ Ayikpoe RS, Latham JA (2019). 「MftDはリボソーム合成され翻訳後修飾された酸化還元補因子Mycofactocinの生合成において、生物学的に活性な酸化還元中心の形成を触媒する」 . J Am Chem Soc . 141 (34): 13582– 13591. Bibcode : 2019JAChS.14113582A . doi : 10.1021/jacs.9b06102 . PMC 6716157. PMID 31381312 .
外部リンク
