• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

Dph1-Dph2 异二聚体在二氢喋呤生物合成中的不对称功能。

The asymmetric function of Dph1-Dph2 heterodimer in diphthamide biosynthesis.

机构信息

Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University, Ithaca, NY, 14853, USA.

Key Laboratory of Systems Bioengineering (Ministry of Education), School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin, 300072, China.

出版信息

J Biol Inorg Chem. 2019 Sep;24(6):777-782. doi: 10.1007/s00775-019-01702-0. Epub 2019 Aug 28.

DOI:10.1007/s00775-019-01702-0
PMID:31463593
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6893874/
Abstract

Diphthamide, the target of diphtheria toxin, is a post-translationally modified histidine residue found in archaeal and eukaryotic translation elongation factor 2 (EF2). In the first step of diphthamide biosynthesis, a [4Fe-4S] cluster-containing radical SAM enzyme, Dph1-Dph2 heterodimer in eukaryotes or Dph2 homodimer in archaea, cleaves S-adenosylmethionine and transfers the 3-amino-3-carboxypropyl group to EF2. It was demonstrated previously that for the archaeal Dph2 homodimer, only one [4Fe-4S] cluster is necessary for the in vitro activity. Here, we demonstrate that for the eukaryotic Dph1-Dph2 heterodimer, the [4Fe-4S] cluster-binding cysteine residues in each subunit are required for diphthamide biosynthesis to occur in vivo. Furthermore, our in vitro reconstitution experiments with Dph1-Dph2 mutants suggested that the Dph1 cluster serves a catalytic role, while the Dph2 cluster facilitates the reduction of the Dph1 cluster by the physiological reducing system Dph3/Cbr1/NADH. Our results reveal the asymmetric functional roles of the Dph1-Dph2 heterodimer and may help to understand how the Fe-S clusters in radical SAM enzymes are reduced in biology.

摘要

二氢假噻吩,白喉毒素的靶标,是一种在古菌和真核翻译延伸因子 2(EF2)中发现的翻译后修饰组氨酸残基。在二氢假噻吩生物合成的第一步中,一种含有[4Fe-4S]簇的自由基 SAM 酶,即真核生物中的 Dph1-Dph2 异二聚体或古菌中的 Dph2 同二聚体,切割 S-腺苷甲硫氨酸并将 3-氨基-3-羧丙基转移到 EF2 上。先前已经证明,对于古菌的 Dph2 同二聚体,体外活性只需要一个[4Fe-4S]簇。在这里,我们证明对于真核生物的 Dph1-Dph2 异二聚体,每个亚基中的[4Fe-4S]簇结合半胱氨酸残基对于体内二氢假噻吩生物合成的发生是必需的。此外,我们用 Dph1-Dph2 突变体进行的体外重组实验表明,Dph1 簇起催化作用,而 Dph2 簇促进生理还原系统 Dph3/Cbr1/NADH 还原 Dph1 簇。我们的结果揭示了 Dph1-Dph2 异二聚体的不对称功能作用,并可能有助于理解生物体内自由基 SAM 酶中的 Fe-S 簇如何被还原。

相似文献

1
The asymmetric function of Dph1-Dph2 heterodimer in diphthamide biosynthesis.Dph1-Dph2 异二聚体在二氢喋呤生物合成中的不对称功能。
J Biol Inorg Chem. 2019 Sep;24(6):777-782. doi: 10.1007/s00775-019-01702-0. Epub 2019 Aug 28.
2
Dph3 is an electron donor for Dph1-Dph2 in the first step of eukaryotic diphthamide biosynthesis.Dph3 是真核生物二氢尿嘧啶生物合成第一步中 Dph1-Dph2 的电子供体。
J Am Chem Soc. 2014 Feb 5;136(5):1754-7. doi: 10.1021/ja4118957. Epub 2014 Jan 22.
3
Diphthamide biosynthesis requires an organic radical generated by an iron-sulphur enzyme.二氢喋呤生物合成需要一种由铁硫酶产生的有机自由基。
Nature. 2010 Jun 17;465(7300):891-6. doi: 10.1038/nature09138.
4
Mechanistic understanding of Pyrococcus horikoshii Dph2, a [4Fe-4S] enzyme required for diphthamide biosynthesis.对嗜热栖热菌Dph2的机制理解,Dph2是一种用于白喉酰胺生物合成的[4Fe-4S]酶。
Mol Biosyst. 2011 Jan;7(1):74-81. doi: 10.1039/c0mb00076k. Epub 2010 Oct 8.
5
Dph3 Enables Aerobic Diphthamide Biosynthesis by Donating One Iron Atom to Transform a [3Fe-4S] to a [4Fe-4S] Cluster in Dph1-Dph2.Dph3 通过捐赠一个铁原子将 Dph1-Dph2 中的 [3Fe-4S] 转化为 [4Fe-4S] 簇,从而使需氧二氢假尿嘧啶合成。
J Am Chem Soc. 2021 Jun 30;143(25):9314-9319. doi: 10.1021/jacs.1c03956. Epub 2021 Jun 21.
6
Gene Mutations Identify a Candidate SAM Pocket in Radical Enzyme Dph1•Dph2 for Diphthamide Synthesis on EF2.基因突变鉴定出 Dph1•Dph2 激进酶中用于 EF2 上二氢喋呤合成的 SAM 结合口袋的候选位点
Biomolecules. 2023 Nov 16;13(11):1655. doi: 10.3390/biom13111655.
7
Substrate-Dependent Cleavage Site Selection by Unconventional Radical S-Adenosylmethionine Enzymes in Diphthamide Biosynthesis.非常规的 S-腺苷甲硫氨酸酶在二氢喋呤生物合成中依赖于底物的切割位点选择。
J Am Chem Soc. 2017 Apr 26;139(16):5680-5683. doi: 10.1021/jacs.7b01712. Epub 2017 Apr 13.
8
Methods for Studying the Radical SAM Enzymes in Diphthamide Biosynthesis.研究白喉酰胺生物合成中自由基S-腺苷甲硫氨酸酶的方法。
Methods Enzymol. 2018;606:421-438. doi: 10.1016/bs.mie.2018.04.001.
9
Functional Integrity of Radical SAM Enzyme Dph1•Dph2 Requires Non-Canonical Cofactor Motifs with Tandem Cysteines.自由基SAM酶Dph1•Dph2的功能完整性需要具有串联半胱氨酸的非经典辅因子基序。
Biomolecules. 2024 Apr 11;14(4):470. doi: 10.3390/biom14040470.
10
Organometallic and radical intermediates reveal mechanism of diphthamide biosynthesis.有机金属和自由基中间体揭示了白喉酰胺生物合成的机制。
Science. 2018 Mar 16;359(6381):1247-1250. doi: 10.1126/science.aao6595.

引用本文的文献

1
Diphthamide synthesis is linked to the eEF2-client chaperone machinery.白喉酰胺合成与真核延伸因子2-客户伴侣机制相关联。
FEBS Lett. 2025 May;599(9):1260-1268. doi: 10.1002/1873-3468.15095. Epub 2025 Jan 17.
2
Functional Integrity of Radical SAM Enzyme Dph1•Dph2 Requires Non-Canonical Cofactor Motifs with Tandem Cysteines.自由基SAM酶Dph1•Dph2的功能完整性需要具有串联半胱氨酸的非经典辅因子基序。
Biomolecules. 2024 Apr 11;14(4):470. doi: 10.3390/biom14040470.
3
Gene Mutations Identify a Candidate SAM Pocket in Radical Enzyme Dph1•Dph2 for Diphthamide Synthesis on EF2.

本文引用的文献

1
The hidden nature of protein translational control by diphthamide: the secrets under the leather.白喉酰胺介导的蛋白质翻译控制的隐秘本质:皮革之下的秘密。
J Biochem. 2019 Jan 1;165(1):1-8. doi: 10.1093/jb/mvy071.
2
Noncanonical Radical SAM Enzyme Chemistry Learned from Diphthamide Biosynthesis.从白喉酰胺生物合成中学到的非经典自由基S-腺苷甲硫氨酸酶化学。
Biochemistry. 2018 Jun 26;57(25):3454-3459. doi: 10.1021/acs.biochem.8b00287. Epub 2018 May 10.
3
Organometallic and radical intermediates reveal mechanism of diphthamide biosynthesis.
基因突变鉴定出 Dph1•Dph2 激进酶中用于 EF2 上二氢喋呤合成的 SAM 结合口袋的候选位点
Biomolecules. 2023 Nov 16;13(11):1655. doi: 10.3390/biom13111655.
4
DPH1 and DPH2 variants that confer susceptibility to diphthamide deficiency syndrome in human cells and yeast models.导致人细胞和酵母模型中二肽基羟化酶缺乏综合征易感性的 DPH1 和 DPH2 变体。
Dis Model Mech. 2023 Sep 1;16(9). doi: 10.1242/dmm.050207. Epub 2023 Sep 22.
5
Yeast gene (alias ) operates in the initiation step of diphthamide synthesis on elongation factor 2.酵母基因(别名 )在延伸因子2的双氢酰胺合成起始步骤中起作用。
Microb Cell. 2023 Aug 8;10(9):195-203. doi: 10.15698/mic2023.09.804. eCollection 2023 Sep 4.
6
Translational fidelity and growth of Arabidopsis require stress-sensitive diphthamide biosynthesis.拟南芥的翻译忠实度和生长需要对胁迫敏感的二氢喋呤生物合成。
Nat Commun. 2022 Jul 11;13(1):4009. doi: 10.1038/s41467-022-31712-7.
7
Discovery of 2-(furan-2-ylmethylene)hydrazine-1-carbothioamide derivatives as novel inhibitors of SARS-CoV-2 main protease.发现 2-(呋喃-2-亚甲基)肼-1-碳硫酰胺衍生物作为新型 SARS-CoV-2 主蛋白酶抑制剂。
Eur J Med Chem. 2022 Aug 5;238:114508. doi: 10.1016/j.ejmech.2022.114508. Epub 2022 Jun 3.
8
Iron-sulfur clusters as inhibitors and catalysts of viral replication.铁硫簇作为病毒复制的抑制剂和催化剂。
Nat Chem. 2022 Mar;14(3):253-266. doi: 10.1038/s41557-021-00882-0. Epub 2022 Feb 14.
9
Dph3 Enables Aerobic Diphthamide Biosynthesis by Donating One Iron Atom to Transform a [3Fe-4S] to a [4Fe-4S] Cluster in Dph1-Dph2.Dph3 通过捐赠一个铁原子将 Dph1-Dph2 中的 [3Fe-4S] 转化为 [4Fe-4S] 簇,从而使需氧二氢假尿嘧啶合成。
J Am Chem Soc. 2021 Jun 30;143(25):9314-9319. doi: 10.1021/jacs.1c03956. Epub 2021 Jun 21.
10
Iron in Translation: From the Beginning to the End.铁的转化:从始至终
Microorganisms. 2021 May 13;9(5):1058. doi: 10.3390/microorganisms9051058.
有机金属和自由基中间体揭示了白喉酰胺生物合成的机制。
Science. 2018 Mar 16;359(6381):1247-1250. doi: 10.1126/science.aao6595.
4
Cbr1 is a Dph3 reductase required for the tRNA wobble uridine modification.Cbr1是tRNA摆动尿苷修饰所需的Dph3还原酶。
Nat Chem Biol. 2016 Dec;12(12):995-997. doi: 10.1038/nchembio.2190. Epub 2016 Oct 3.
5
Organometallic Complex Formed by an Unconventional Radical S-Adenosylmethionine Enzyme.非常规自由基 S-腺苷甲硫氨酸酶形成的有机金属配合物。
J Am Chem Soc. 2016 Aug 10;138(31):9755-8. doi: 10.1021/jacs.6b04155. Epub 2016 Aug 2.
6
The diphthamide modification pathway from Saccharomyces cerevisiae--revisited.酿酒酵母中的双磷酸腺苷核糖基化修饰途径——再探讨
Mol Microbiol. 2014 Dec;94(6):1213-26. doi: 10.1111/mmi.12845. Epub 2014 Nov 17.
7
Dph7 catalyzes a previously unknown demethylation step in diphthamide biosynthesis.Dph7在白喉酰胺生物合成中催化一个此前未知的去甲基化步骤。
J Am Chem Soc. 2014 Apr 30;136(17):6179-82. doi: 10.1021/ja5009272. Epub 2014 Apr 24.
8
Radical S-adenosylmethionine enzymes.自由基S-腺苷甲硫氨酸酶
Chem Rev. 2014 Apr 23;114(8):4229-317. doi: 10.1021/cr4004709. Epub 2014 Jan 29.
9
Dph3 is an electron donor for Dph1-Dph2 in the first step of eukaryotic diphthamide biosynthesis.Dph3 是真核生物二氢尿嘧啶生物合成第一步中 Dph1-Dph2 的电子供体。
J Am Chem Soc. 2014 Feb 5;136(5):1754-7. doi: 10.1021/ja4118957. Epub 2014 Jan 22.
10
The biosynthesis and biological function of diphthamide.二氢喋呤的生物合成和生物学功能。
Crit Rev Biochem Mol Biol. 2013 Nov-Dec;48(6):515-21. doi: 10.3109/10409238.2013.831023. Epub 2013 Aug 23.