Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1039110.32607/20758251-2017-9-2-75-81Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleRole of the Inserted α-Helical Domain in E. coli ATP-Dependent Lon Protease FunctionРоль инсерционного α-спирализованного домена АТР-зависимой Lon-протеазы из E. coli в функционировании ферментаKudzhaevA. M.КуджаевA. M.
Russian Federation
tatyana.rotanova@ibch.ruAndrianovaA. G.АндриановаA. Г.
Russian Federation
tatyana.rotanova@ibch.ruDubovtsevaE. S.ДубовцеваE. С.
Russian Federation
tatyana.rotanova@ibch.ruSerovaO. V.СероваO. В.
Russian Federation
tatyana.rotanova@ibch.ruRotanovaT. V.РотановаT. В.
Russian Federation
tatyana.rotanova@ibch.ruShemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of SciencesИнститут биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН1506201792VOL 9, NO2 (2017)ТОМ 9, №2 (2017)758117012020Copyright ©; 2017, Kudzhaev A.M., Andrianova A.G., Dubovtseva E.S., Serova O.V., Rotanova T.V.Copyright ©; 2017, Куджаев A.M., Андрианова A.Г., Дубовцева E.С., Серова O.В., Ротанова T.В.2017Kudzhaev A.M., Andrianova A.G., Dubovtseva E.S., Serova O.V., Rotanova T.V.Куджаев A.M., Андрианова A.Г., Дубовцева E.С., Серова O.В., Ротанова T.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10391

Multidomain ATP-dependent Lon protease of E. coli (Ec-Lon) is one of the key enzymes of the quality control system of the cellular proteome. A recombinant form of Ec-Lon with deletion of the inserted characteristic α-helical HI(CC) domain (Lon-dHI(CC)) has been prepared and investigated to understand the role of this domain. A comparative study of the ATPase, proteolytic, and peptidase activities of the intact Lon protease and Lon-dHI(CC) has been carried out. The ability of the enzymes to undergo autolysis and their ability to bind DNA have been studied as well. It has been shown that the HI(CC) domain of Ec-Lon protease is required for the formation of a functionally active enzyme structure and for the implementation of protein-protein interactions.

Мультидоменная АТР-зависимая протеаза Lon из Escheriсhia coli (Ес-Lon) - один из ключевых ферментов системы контроля качества клеточного протеома. C целью изучения роли инсерционного HI(CC)-домена Ес-Lon получен и охарактеризован рекомбинантный фермент с делецией HI(CC)-домена (Lon-dHI(CC)). Проведено сравнительное исследование АТР-азной, протеолитической и пептидазной активности интактной Lon-протеазы и Lon-dHI(CC), изучена возможность автолиза обеих форм фермента и их способность к связыванию ДНК. Показано, что HI(CC)-домен необходим для формирования функционально активной структуры Ec-Lon-протеазы и реализации белок-белковых взаимодействий.

AAA+ proteinsATP-dependent proteolysisDNA bindinginserted α-helical domainLonA proteasesААА+-белкиАТР-зависимый протеолизLonA-протеазыинсерционный α-спирализованный доменсвязывание ДThis work was supported by the Russian Science Foundation (project No. 14-50-00131).Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14-50-00131).[1] Gottesman S., Wickner S., Maurizi M.R. // Genes Dev. 1997, V.11, P.815-823[2] Tyedmers J., Mogk A., Bukau B. // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2010, V.11, P.777-788[3] Mogk A., Haslberger T., Tessarz P., Bukau B. // Biochem. Soc. Trans. 2008, V.36, P.120-125[4] Lee I., Suzuki C.K. // Biochim. Biophys. Acta. 2008, V.1784, P.727-735[5] Rotanova T.V., Melnikov E.E., Khalatova A.G., Makhovskaya O.V., Botos I., Wlodawer A., Gustchina A. // Eur. J. Biochem. 2004, V.271, P.4865-4871[6] Goldberg A.L., Moerschell R.P., Chung C.H., Maurizi M.R. // Meth. Enzymol. 1994, V.244, P.350-375[7] Charette M.F., Henderson G.W., Markovitz A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981, V.78, P.4728-4732[8] Fu G.K., Smith M.J., Markovitz D.M. // J. Biol. Chem. 1997, V.272, P.534-538[9] Lee A.Y.L., Hsu C.H., Wu S.H. // J. Biol. Chem. 2004, V.279, P.34903-34912[10] Liu T., Lu B., Lee I., Ondrovicova G., Kutejova E., Suzuki C.K. // J. Biol. Chem. 2004, V.279, P.13902-13910[11] Lupas A.N., Martin J. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2002, V.12, P.746-753[12] Iyer L.M., Leipe D.D., Koonin E.V., Aravind L. // J. Struct. Biol. 2004, V.146, P.11-31[13] Rotanova T.V., Melnikov E.E. // Biochemistry (Moscow) Suppl. Series B: Biomed. Chem. 2010, V.4, P.404-408[14] Rotanova T.V., Dergousova N.I., Morozkin A.D. // Russ. J. Bioorgan. Chem. 2013, V.39, P.268-282[15] Andrianova A.G., Kudzhaev A.M., Serova O.V., Dergousova N.I., Rotanova T.V. // Russ. J. Bioorgan. Chem. 2014, V.40, P.620-627[16] Bradford M.M. // Anal. Biochem. 1976, V.72, P.248-254[17] Laemmli U.K. // Nature 1970, V.227, P.680-685[18] Maniatis T., Fritsch E.F., Sambrook J. // Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1982. 1982[19] Bencini D.A., Wild J.R., O’Donovan G.A. // Anal. Biochem. 1983, V.132, P.254-258[20] Castillo M.J., Nakajima K., Zimmerman M., Powers J.C. // Anal. Biochem. 1979, V.99, P.53-64[21] Lee A.Y.L., Tsay S.S., Chen M.Y., Wu S.H. // Eur. J. Biochem. 2004, V.271, P.834-844[22] Melnikov E.E., Tsirulnikov K.B., Rotanova T.V. // Russ. J. Bioorgan. Chem. 2000, V.26, P.474-481[23] Kudzhaev A.M., Andrianova A.G., Serova O.V., Arkhipova V.A., Dubovtseva E.S., Rotanova T.V. // Russ. J. Bioorgan. Chem. 2015, V.41, P.518-524[24] Chir J.L., Liao J.H., Lin Y.C., Wu S.H. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009, V.382, P.762-765