ФУНКЦІЇ ДОМЕНУ ХИМЕРНОЇ ФДЕ6Α'/ФДЕ5 ЦГМФ-ФОСФОДІЕСТЕРАЗИ
DOI:
https://doi.org/10.36074/grail-of-science.07.06.2024.039Keywords:
цГМФ, фосфодіестерази, фоторецептори, субодиниця Рγ, хімераSummary
Химерні цГМФ-фосфодіестерази (ФДЕ) були сконструйовані з використанням компонентів цГМФ-зв'язуючої ФДЕ (ФДЕ5) і конусної фоторецепторної фосфодіестерази (ФДЕ6α') для вивчення структури та функції фоторецепторного ферменту. Повністю функціональний химерний фермент ФДЕ6α’/ФДЕ5, що містить некаталітичні сайти зв'язування ФДЕ6α’ цГМФ і каталітичний домен ФДЕ5, ефективно експресується в системі бакуловірус/клітина High Five. Каталітичні властивості цієї химери практично не відрізнялися від властивостей ФДЕ5, тоді як некаталітичне зв'язування цГМФ було подібним до зв'язування природного очищеного ФДЕ6α’. Інгібіторна-γ субодиниця ФДЕ6β(Р-γ) підвищувала афінність зв'язування цГМФ у некаталітичних сайтах нативної ФДЕ6α’ приблизно в 6βразів. В основному за цей ефект відповідала полікатіонна ділянка Р-γ , Р-γ -24 – 45, тоді як інгібіторний домен Р-γ, Р-γ -63–87, був неефективним. Навпаки, Р-γ не зміг пригнічувати каталітичну активність химерного ФДЕ6α’/ФДЕ5 або модулювати його некаталітичне зв'язування цГМФ.
Заміни залишків Ala на консервативні Asn, Asn193 або Asn402 у двох N(K/R)XD-подібних мотивах химерних сайтів некаталітичного зв’язування цГМФ химерного ФДЕ призводили до втрати некаталітичного зв’язування цГМФ. Наші дані свідчать про те, що обидва ймовірні некаталітичні сайти ФДЕ6α’ є важливими для зв'язування цГМФ, і що два сайти зв'язування є зв'язаними. Крім того, мутація Asn402 → Ala призвела до приблизно 10-кратного збільшення значення Km для цГМФ, що вказує на те, що заняття некаталітичних сайтів зв’язування цГМФ ФДЕ6α’ може регулювати каталітичні властивості ферменту.
Downloads
Downloads
License
Copyright (c) 2024 Олексій Грановський, Олена Боярчук, Ольга Бондаренко
References
Stryer L. (1996). Vision: from photon to perception. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 93(2), 557–559. https://doi.org/10.1073/pnas.93.2.557 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.93.2.557
Beavo J. A. (1995). Cyclic nucleotide phosphodiesterases: functional implications of multiple isoforms. Physiological reviews, 75(4), 725–748. https://doi.org/10.1152/physrev.1995.75.4.725 DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.1995.75.4.725
Artemyev, N. O., Natochin, M., Busman, M., Schey, K. L., & Hamm, H. E. (1996). Mechanism of photoreceptor cGMP phosphodiesterase inhibition by its gamma-subunits. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 93(11), 5407–5412. https://doi.org/10.1073/pnas.93.11.5407 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.93.11.5407
Muradov, H., Boyd, K. K., & Artemyev, N. O. (2010). Rod phosphodiesterase-6 PDE6A and PDE6B subunits are enzymatically equivalent. The Journal of biological chemistry, 285(51), 39828–39834. https://doi.org/10.1074/jbc.M110.170068 DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M110.170068
Brennenstuhl, C., Tanimoto, N., Burkard, M., Wagner, R., Bolz, S., Trifunovic, D., et al. (2015). Targeted ablation of the Pde6h gene in mice reveals cross-species differences in cone and rod phototransduction protein isoform inventory. J. Biol. Chem. 290, 10242–10255. https://doi.org/10.1074/jbc.M114.611921 DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M114.611921
Грановський, О. (2024). Роль субодиниць Рγ в механізмах пригнічення активності фосфодіестераз (ФДЕ). Scientific Collection «InterConf+», (44(197), 282–286. https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.04.2024.029 DOI: https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.04.2024.029
Fawcett, L., Baxendale, R., Stacey, P., McGrouther, C., Harrow, I., Soderling, S., Hetman, J., Beavo, J. A., & Phillips, S. C. (2000). Molecular cloning and characterization of a distinct human phosphodiesterase gene family: PDE11A. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 97(7), 3702–3707. https://doi.org/10.1073/pnas.97.7.3702 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.97.7.3702
Zhang, X. J., Skiba, N. P., & Cote, R. H. (2010). Structural requirements of the photoreceptor phosphodiesterase gamma-subunit for inhibition of rod PDE6 holoenzyme and for its activation by transducin. The Journal of biological chemistry, 285(7), 4455–4463. https://doi.org/10.1074/jbc.M109.057406 DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M109.057406
Barone, I., Giordano, C., Bonofiglio, D., Andò, S., & Catalano, S. (2017). Phosphodiesterase type 5 and cancers: progress and challenges. Oncotarget, 8(58), 99179–99202. https://doi.org/10.18632/oncotarget.21837 DOI: https://doi.org/10.18632/oncotarget.21837
Грановський , О. (2024). Роль регуляторів передачі сигналів G-білка сітківки людини на активність ГТФ-ази трансдуцину. Grail of Science, (39), 282–287. https://doi.org/10.36074/grail-of-science.10.05.2024.040 DOI: https://doi.org/10.36074/grail-of-science.10.05.2024.040
Granovski , O., & Boiarchuk , O. (2023). Functional and mutational analysis of the identification of Pγ-binding residues on PDE6α’. Grail of Science, (28), 157–161. https://doi.org/10.36074/grail-of-science.09.06.2023.23 DOI: https://doi.org/10.36074/grail-of-science.09.06.2023.23
Downloads
How to Cite
Issue
Section
Categories
