ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА С-КОНЦЕВОГО ДОМЕНА ГЕМОЛИЗИНА II Bacillus cereus СТАБИЛИЗИРУЕТСЯ В СОСТАВЕ ПОЛНОРАЗМЕРНОГО ТОКСИНА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Гемолизин II (HlyII) – один из ключевых патогенных факторов Bacillus cereus, породоразующий токсин с пространственной структурой типа β-баррель, обладающий C-концевым удлинением из 94 a.o., обозначаемый как C-концевой домен HlyII (HlyIICTD). В данной работе проведен сайт-направленный мутагенез аминокислотных остатков, лежащих на поверхности белковой глобулы HlyIICTD. Методом иммуноферментного анализа показано, что моноклональные антитела HlyIIC-16 и HlyIIC-23, полученные против HlyIICTD, взаимодействовали с интактным HlyIICTD гораздо эффективнее, чем с полиоразмерным токсином и химерным белком – HlyIICTD, слитым с SlyD. Антитела HlyIIC-16 и HlyIIC-23 эффективно ингибировали взаимодействие друг друга с иммобилизованным HlyIICTD в иммуноферментном анализе, что свидетельствовало о близости их эпитопов на поверхности молекулы HlyIICTD. Для определения эпитопов HlyIIC-16 и HlyIIC-23 использовали фаговый дисплей, сайт-направленный мутагенев и клонирование генов отдельных частей молекулы HlyIICTD. Пространственное моделирование HlyIICTD, слитого с SlyD, с использованием программы AlphaFold позволило предположить расположение эпитопов HlyIIC-16 и HlyIIC-23 на участке Gly341–Gly364 белка HlyII. Продемонстрировано, что C-концевой домен может одновременно находиться в нескольких структурных состояниях (изоформах). В составе водорастворимой формы мономера полиоразмерного токсина наблюдается переход пространственной структуры HlyIICTD в стабильную форму.

Об авторах

Н. В Руденко

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Email: nrudkova@mail.ru
Россия, Пущино

Б. С Мельник

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН; ФГБУН “Институт белка” РАН (ИБ РАН)

Россия, Пущино; Россия, Пущино

А. П Каратовская

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Россия, Пущино

А. С Нагель

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Россия, Пущино

Ж. И Андреева-Ковалевская

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Россия, Пущино

А. В Замятина

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Россия, Пущино

О. С Ветрова

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Россия, Пущино

А. В Сиунов

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Россия, Пущино

Ф. А Бровко

Филиал ФГБУН ГНЦ “Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова” РАН

Россия, Пущино

А. С Солонин

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН (ИБФМ РАН) “ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований” РАН

Россия, Пущино

Список литературы

  1. Logan N.A. // J. Appl. Microbiol. 2012. V.3. P. 417–429. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2011.05204.x
  2. Ramarao N., Sanchis V. // Toxins (Basel). 2013. V. 5. P. 1119–1139. https://doi.org/10.3390/toxins5061119
  3. Miles G., Bayley H., Cheley S. // Protein Sci. 2002. V. 11. P. 1813–1824. https://doi.org/doi.org/10.1110/ps.0204002
  4. Rudenko N.V., Nagel A.S., Melnik B.S., Karatovskaya A.P., Vetrova O.S., Zamyatina A.V., Andreeva-Kovalevskaya Z.I., Siunov A.V., Shlyapnikov M.G., Brovko F.A., Solonin A.S. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 22. P. 16437. https://doi.org/10.3390/ijms242216437
  5. Romero P., Obradovic Z., Li X., Garner E.C., Brown C.J., Dunker A.K. // Proteins. 2001. V. 1. P. 38–48. https://doi.org/10.1002/1097-0134(20010101)42:138::aid-prot503.0.co;2-3
  6. Xue B., Dunbrack R.L., Williams R.W., Dunker A.K., Uversky V.N. // Biochim. Biophys. Acta. 2010. V. 4. P. 996–1010. https://doi.org/10.1016/j.bbapap.2010.01.011
  7. Kaplan A.R., Kaus K., De S., Olson R., Alexandrescu A.T. // Sci. Rep. 2017. V. 1. P. 3277. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02917-4
  8. Kaplan A.R., Olson R., Alexandrescu A.T. // Protein Sci. 2021. V. 5. P. 990–1005. https://doi.org/10.1002/pro.4066
  9. Nagibina G.S., Melnik T.N., Glukhova K.A., Uversky V.N., Melnik B.S. // Intrinsic Disorder-Based Design of Stable Globular Proteins // In: Progress in Molecular Biology and Translational Science. 2020. V. 174. P. 157–186. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2020.05.005
  10. Cardone C., Caseau C.M., Pereira N., Sizun C. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 4. P. 1537. https://doi.org/10.3390/ijms22041537
  11. Joseph A.P., Srinivasan N., de Brevern A.G. // Amino Acids. 2012. V. 43. P. 1369–1381. https://doi.org/10.1007/s00726-011-1211-9
  12. Schmidpeter P.A., Koch J.R., Schmid F.X. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1850. P. 1973–1982. https://10.1016/j.bbagen.2014.12.019
  13. Morgan A.A., Rubenstein E. // PLoS One. 2013. V. 8. P. e53785. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053785
  14. Vakilian M. // Clin. Immunol. 2022. V. 234. P. 108896. https://doi.org/10.1016/j.clim.2021.108896
  15. Ünal C.M., Steiner M. // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2014. V. 78. P. 544–571. https://doi.org/10.1128/MMBR.00015-14
  16. Ladani S.T., Souffrant M.G., Barman A., Hamelberg D. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1850. P. 1994–2004. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2014.12.023
  17. Bochicchio B., Pepe A. // Chirality. 2011. V. 9. P. 694–702. https://doi.org/10.1002/chir.20979
  18. Rudenko N.V., Karatovskaya A.P., Zamyatina A.V., Siunov A.V., Andreeva-Kovalevskaya Z.I., Nagel A.S., Brovko F.A., Solonin A.S. // Bioorg. Khim. 2020. V. 46. P. 321–326. https://doi.org/10.1134/S1068162020030188
  19. Zamyatina A.V., Rudenko N.V., Karatovskaya A.P., Shepelyakovskaya A.O., Siunov A.V., AndreevaKovalevskaya Z.I., Nagel A.S., Salyamov V.I., Kolesnikov A.S., Brovko F.A., Solonin A.S. // Bioorg. Khim. 2020. V. 6. P. 1214–1220. https://doi.org/10.1134/S1068162020060382
  20. Notredame C., Higgins D., Heringa J. // J. Mol. Biol. 2000. V. 1. P. 205–217. https://doi.org/10.1006/jmbi.2000.4042
  21. Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.M., Brenner S.E. // Genome Res. 2004. V. 14. P. 1188–1190. https://doi.org/10.1101/gr.849004
  22. Kaplan A.R., Maciejewski M.W., Olson R., Alexandrescu A.T. // Biomol. NMR Assign. 2014. V. 2. P. 419–423. https://doi.org/10.1007/s12104-013-9530-2
  23. Cheng Y., Oldfield C.J., Meng J., Romero P., Uversky V.N., Dunker A.K. // Biochemistry. 2007. V. 47. P. 13468–13477. https://doi.org/10.1021/bi7012273
  24. Kovermann M., Schmid F.X., Balbach J. // Biol. Chem. 2013. V. 8. P. 965–975. https://doi.org/10.1515/hsz-2013-0137
  25. Abramson J., Adler J., Dunger J. // Nature. 2024. V. 630. P. 493–500. https://doi.org/10.1038/s41586-024-07487-w
  26. Jumper J., Evans R., Pritzel A., Green T., Figurnov M., Ronneberger O., Tunyasuvunakool K., Bates R., Židek A., Potapenko A. // Nature. 2021. V. 596. P. 583–589. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2
  27. Varadi M., Anyango S., Deshpande M., Nair S., Natassia C., Yordanova G., Yuan D., Stroe O., Wood G., Laydon A. // Nucleic Acids Res. 2022. V. 50. P. D439–D444. https://doi.org/10.1093/nar/gkab1061
  28. Sambrook J., Russell D.W. // CSH Protoe. 2006. V. 1. P. pdb.prot3468. https://doi.org/10.1101/pdb.prot3468
  29. Taylor N.M., Prokhorov N.S., Guerrero-Ferreira R.C., Shneider M.M., Browning C., Goldie K.N., Stahlberg H., Leiman P.G. // Nature. 2016. V. 7603. P. 346–352. https://doi.org/10.1038/nature17971

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).