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恶臭假单胞菌的黄素转移酶 ApbE 使用于氧化亚氮还原的 NosR 蛋白成熟。

The flavinyl transferase ApbE of Pseudomonas stutzeri matures the NosR protein required for nitrous oxide reduction.

机构信息

Institute for Biochemistry, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79104 Freiburg im Breisgau, Germany.

Institute for Biochemistry, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79104 Freiburg im Breisgau, Germany; BIOSS Centre for Biological Signalling Studies, Schänzlestrasse 1, 79104 Freiburg im Breisgau, Germany.

出版信息

Biochim Biophys Acta Bioenerg. 2017 Feb;1858(2):95-102. doi: 10.1016/j.bbabio.2016.11.008. Epub 2016 Nov 15.

DOI:10.1016/j.bbabio.2016.11.008
PMID:27864152
Abstract

The copper-containing enzyme nitrous oxide reductase (NOR) catalyzes the transformation of nitrous oxide (NO) to dinitrogen (N) in microbial denitrification. Several accessory factors are essential for assembling the two copper sites Cu and Cu, and for maintaining the activity. In particular, the deletion of either the transmembrane iron-sulfur flavoprotein NosR or the periplasmic protein NosX, a member of the ApbE family, abolishes NO respiration. Here we demonstrate through biochemical and structural studies that the ApbE protein from Pseudomonas stutzeri, where the nosX gene is absent, is a monomeric FAD-binding protein that can serve as the flavin donor for NosR maturation via covalent flavinylation of a threonine residue. The flavin transfer reaction proceeds both in vivo and in vitro to generate post-translationally modified NosR with covalently bound FMN. Only FAD can act as substrate and the reaction requires a divalent cation, preferably Mg that was also present in the crystal structure. In addition, the reaction is species-specific to a certain extent.

摘要

含铜酶一氧化二氮还原酶 (NOR) 催化微生物反硝化过程中一氧化二氮 (NO) 转化为氮气 (N)。有几个辅助因子对于组装两个铜位点 Cu 和 Cu 以及维持其活性是必不可少的。特别是,缺失跨膜铁硫黄素蛋白 NosR 或 ApbE 家族成员周质蛋白 NosX 都会导致无法进行 NO 呼吸。在这里,我们通过生化和结构研究表明,来自假单胞菌的 ApbE 蛋白是一种单体黄素腺嘌呤二核苷酸结合蛋白,其中 nosX 基因缺失,它可以通过半胱氨酸残基的共价黄素化来充当 NosR 成熟的黄素供体。黄素转移反应在体内和体外都能进行,生成通过共价结合 FMN 进行翻译后修饰的 NosR。只有 FAD 可以作为底物,反应需要二价阳离子,最好是晶体结构中也存在的 Mg。此外,该反应在一定程度上具有物种特异性。

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