Suppr超能文献

结核分枝杆菌 RslA 的氧化还原敏感性的结构和生化基础。

Structural and biochemical bases for the redox sensitivity of Mycobacterium tuberculosis RslA.

机构信息

Molecular Biophysics Unit, Indian Institute of Science, Bangalore 560 012, India.

出版信息

J Mol Biol. 2010 Apr 16;397(5):1199-208. doi: 10.1016/j.jmb.2010.02.026. Epub 2010 Feb 22.

Abstract

An effective transcriptional response to redox stimuli is of particular importance for Mycobacterium tuberculosis, as it adapts to the environment of host alveoli and macrophages. The M. tuberculosis sigma factor sigma(L) regulates the expression of genes involved in cell-wall and polyketide syntheses. sigma(L) interacts with the cytosolic anti-sigma domain of a membrane-associated protein, RslA. Here we demonstrate that RslA binds Zn(2+) and can sequester sigma(L) in a reducing environment. In response to an oxidative stimulus, proximal cysteines in the CXXC motif of RslA form a disulfide bond, releasing bound Zn(2+). This results in a substantial rearrangement of the sigma(L)/RslA complex, leading to an 8-fold decrease in the affinity of RslA for sigma(L). The crystal structure of the -35-element recognition domain of sigma(L), sigma(4)(L), bound to RslA reveals that RslA inactivates sigma(L) by sterically occluding promoter DNA and RNA polymerase binding sites. The crystal structure further reveals that the cysteine residues that coordinate Zn(2+) in RslA are solvent exposed in the complex, thus providing a structural basis for the redox sensitivity of RslA. The biophysical parameters of sigma(L)/RslA interactions provide a template for understanding how variations in the rate of Zn(2+) release and associated conformational changes could regulate the activity of a Zn(2+)-associated anti-sigma factor.

摘要

对氧化还原刺激的有效转录反应对结核分枝杆菌尤为重要,因为它适应了宿主肺泡和巨噬细胞的环境。结核分枝杆菌的 sigma 因子 sigma(L)调节与细胞壁和聚酮合成相关的基因的表达。sigma(L)与膜相关蛋白 RslA 的细胞质抗 sigma 结构域相互作用。在这里,我们证明 RslA 结合 Zn(2+),并可以在还原环境中隔离 sigma(L)。响应氧化刺激,RslA 中 CXXC 基序中的近端半胱氨酸形成二硫键,释放结合的 Zn(2+)。这导致 sigma(L)/RslA 复合物的大量重排,导致 RslA 与 sigma(L)的亲和力降低 8 倍。与 RslA 结合的 sigma(L)的-35 元件识别结构域的晶体结构表明,RslA 通过空间位阻阻断启动子 DNA 和 RNA 聚合酶结合位点使 sigma(L)失活。晶体结构进一步表明,在复合物中,配位 Zn(2+)的 RslA 中的半胱氨酸残基暴露在溶剂中,从而为 RslA 的氧化还原敏感性提供了结构基础。sigma(L)/RslA 相互作用的生物物理参数为理解 Zn(2+)释放速率的变化和相关构象变化如何调节 Zn(2+)相关抗 sigma 因子的活性提供了模板。

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