Pseudolisina
 | |||||||||
| Identificadors | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Número EC | 3.4.24.26 | ||||||||
| Número CAS | 171715-23-4 | ||||||||
| Bases de dades | |||||||||
| IntEnz | IntEnz view | ||||||||
| BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
| KEGG | KEGG entry | ||||||||
| MetaCyc | metabolic pathway | ||||||||
| PRIAM | profile | ||||||||
| Estructures PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| |||||||||
La pseudolisina (també coneguda com a Pseudomonas elastasa, proteïnasa neutra de Pseudomonas aeruginosa o proteasa LasB) és la metaloendopeptidasa extracel·lular més abundant de Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Contribueix a la patogenicitat de P. aeruginosa donat que actua com a factor de virulència quan és excretada.
És una metaloproteasa dependent de zinc de 33kDa que pertany a la família de la termolisina M4 i està codificada pel gen lasB. La pseudolisina es sintetitza com una preproelastasa amb tres dominis peptídics.[1][2]
Funció[modifica]
La pseudolisina és un exoproteïna amb activitat elastolítica i proteolítica. Hidrolitza una gran varietat de proteïnes, tant proteïnes de l'hoste com proteïnes bacterianes autòlogues, és a dir, del mateix bacteri.
Substrats de l'hoste[modifica]
Els principals efectes que té la pseudolisina sobre l'hoste són: dany dels teixits sobretot el teixit connectiu, alteració en la resposta immune i promou un estat inflamatori. Per tant, els substrats sobre els quals actua la LasB es poden dividir en tres subcategories: els components estructurals (com aquells presents a la matriu extracel·lular -MEC-, involucrats en l'adherència de la cèl·lula a la MEC o responsables de les unions estretes), els components immunològics i altres components.
El principal substrat és l'elastina, que és un component essencial del teixit connectiu que dona elasticitat. LasB és capaç d'hidrolitzar l'elastina per si sola, però a vegades en les últimes fases de degradació de les fibres d'elastina la proteasa LasA també ajuda.
Substrat del bacteri[modifica]
Per altra banda, la pseudolisina també té funció proteolítica dins del bacteri i ajuda a la maduració de proteïnes bacterials com la flagel·lina, la proteasa LasA, la proteasa IV, etc.
Estructura[modifica]
L’estructura tridimensional de la pseudolisina va ser resolta l’any 1991.[3] El coneixement d’aquesta ha servit per entendre millor quin és el seu funcionament i per a descobrir antibiòtics que actuïn contra ella.
L'estructura secundària conté 2 làmina beta antiparal·leles i 7 hèlixs alfa[1]. Mentre que el domini N-terminal conté làmines beta antiparal·leles, el C-terminal conté formes helicoïdals.[3]
L’estructura terciària de la pseudolisina és parcialment similar a les estructures de la termolisina, una metaloproteasa secretada per Bacillus thermoproteolitycus i la proteasa neutra de Bacillus cereus. Així, a nivell estructural LasB forma part de la família de les metaloproteases bacterianes neutres.
El centre actiu de la pseudolisina[modifica]
Com que la pseudolisina és una metaloendopeptidasa, requereix de cations per tal de realitzar la seva funció. Tant el calci com el zinc són essencials en la seva funció, ja que permeten mantenir l'enzim en la conformació correcta. A més, el zinc és molt important en la catàlisi. De fet, s'uneix al centre actiu.
El centre actiu de l’elastasa està format per dues hèlixs alfa i un "loop" que les manté unides. Es divideix en dos “pockets” diferents:
- S1': És el pocket més important en la interacció amb el substrat, ja que conté dos hèlixs amb tres residus que permeten la unió del zinc. Aquests residus són His140, His144 i Glu164. El zinc adopta una conformació tetraèdrica a través d’una interacció addicional ja sigui amb una molècula d’aigua o el lligand. Una part d’aquest pocket és lipofílica, ja que conté els residus Leu132, Ile190 i Ile186. Tot i això, la zona més externa, especialment aquella que està més propera al zinc, és més hidrofílica.
- S2': És més extern i ample que l’S10. Té una part hidrofòbica al centre i una de més hidrofílica a la part superior.[4]
Secreció[modifica]
El gen LasB es transcriu i quan es tradueix dona com a resultat el pèptid preproelastasa, el qual es processa fins a produir l’elastasa que finalment serà secretada. La producció de l’enzim LasB és un procés complex i molt regulat a nivell transcripcional i post-traduccional.
El procés de maduració de la preproelastasa comença amb el seu transport a l’espai periplasmàtic a través de SecYEG (localitzat a la membrana plasmàtica). Al periplasma la peptidasa SPasa I talla el pèptid senyal i queda un pèptid proelastasa.
La proelastasa s’estabilitza mitjançant la formació d’un pont disulfur entre Cys270 i Cys297, un procés catalitzat per l’oxidoreductasa DsbA. A més, s’escindeix a partir d’un procés autocatalític donant lloc a un prodomini i una elastasa madura. No obstant, els dos pèptids es mantenen associats no covalentment donat que el prodomini actua com a xaperona. A continuació, es forma un segon pont disulfur entre Cys30 i Cys58, de nou gràcies a l’activitat DsbA, que facilita la conformació correcta de la proelastasa per ser exportada a través del sistema de secreció Xcp Tipus II (T2SS).
Durant tot aquest procés LasB va patint modificacions post-traduccionals com fosforilacions en residus de serina/treonina o diferents addicions en quatre residus de lisina (Lys14, Lys181, Lys191 i Lys246). Aquestes modificacions permeten la producció extracel·lular de nombroses variants de LasB (proteoformes).[5]
Finalment, la proteïna LasB s’exporta formant un complex amb la xaperona propèptid i, un cop fora de la cèl·lula, mitjançant un procés dependent de la percepció de quòrum, el propèptid es dissocia i degrada per facilitar l’activació de LasB.[6]
Referències[modifica]
- ↑ 1,0 1,1 J Everett, Martin «Pseudomonas aeruginosa elastase (LasB) as a therapeutic target,». Drug Discovery Today, Volume 26, Issue 9, 2021, pàg. 2108-2123. ISSN: 1359-6446.
- ↑ Efrat, Kessler «Chapter 120 - Pseudolysin». Handbook of Proteolytic Enzymes (Third Edition), Academic Press, 2013, pàg. 582-592.
- ↑ 3,0 3,1 Thayer, Maria M. «Three-dimensional structure of the elastase of Pseudomonas aeruginosa at 1.5-A resolution». J Biol Chem, vol. 266, 1991, pàg. 2864-2871. DOI: 10.2210/pdb1ezm/pdb. PMID: 1899664.
- ↑ Camberlein, Virgyl «The Structures and Binding Modes of Small-Molecule Inhibitors of Pseudomonas aeruginosa Elastase LasB». Antibiotics, 2022, pàg. 1060. DOI: 10.3390/antibiotics11081060. PMC: PMC9404851. PMID: 36009930.
- ↑ Gaviard, C. «LasB and CbpD virulence factors of Pseudomonas aeruginosa carry multiple post-translational modifications on their lysine residues». J. Proteome Res., 18 (2019), pàg. 923-933. DOI: 10.1021/acs.jproteome.8b00556. PMID: 30672296.
- ↑ Li, XH «Quorum sensing-dependent post-secretional activation of extracellular proteases in Pseudomonas aeruginosa.». J Biol Chem., 2019 Dec 20;294(51):19635-19644. DOI: 10.1074/jbc.RA119.011047. PMID: 31727738.