A single P115Q mutation modulates specificity in the Corynebacterium pseudotuberculosis arginine repressor

Autor(es)

Mariutti, Ricardo B. ^[1] ; Hernandez-Gonzalez, Jorge E. ^[2] ; Nascimento, Andrey F. Z. ^[3] ; de Morais, Mariana A. B. ^[3] ; Murakami, Mario T. ^[3] ; Carareto, Claudia M. A. ^[4] ; Arni, Raghuvir K. ^{[2, 1]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] UNESP, Multiuser Ctr Biomol Innovat, IBILCE, Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

^[2] UNESP, Dept Phys, IBILCE, Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

^[3] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Synchrotron Light Lab LNLS, Campinas, SP - Brazil

^[4] UNESP, IBILCE, Lab Mol Evolut, Sao Jose Do Rio Preto, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-GENERAL SUBJECTS; v. 1864, n. 7 JUL 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The arginine repressor (ArgR) regulates the expression of genes involved in arginine biosynthesis. Upon attaining a threshold concentration of arginine in the cytoplasm, the trimeric C-terminal domain of ArgR binds three arginines in a shallow surface cleft and subsequently hexamerizes forming a dimer of trimers containing six Arg co-repressor molecules which are buried at the subunit interfaces. The N-terminal domains of this complex bind to the DNA promoter thereby interrupting the transcription of the genes related to Arg biosynthesis. The crystal structures of the wild type and mutant Pro115Gln ArgR from Corynebacterium pseudotuberculosis determined at 1.7 angstrom demonstrate that a single amino acid substitution switches co-repressor specificity from Tyr to Arg. Molecular dynamics simulations indicate that the first step, i.e., the binding of the co-repressor, occurs in the trimeric state and that Pro115Gln ArgR preferentially binds Arg. It was also shown that, in Pro115 ArgR hexamers, the concomitant binding of sodium ions shifts selectivity to Tyr. Structural data combined with phylogenetic analyses of ArgR from C. pseudotuberculosis suggest that substitutions in the binding pocket at position 115 may alter its specificity for amino acids and that the length of the protein interdomain linker can provide further functional flexibility. These results support the existence of alternative ArgR regulatory mechanisms in this pathogenic bacterium. (AU)

• Processo FAPESP: 18/07977-3 - Biologia estrutural, mecanismos e estratégias inibitórias de proteínas envolvidas na disseminação patogênica.
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• Processo FAPESP: 15/13765-0 - ESTUDOS ESTRUTURAIS E CARACTERIZAÇÃO DE PROTEÍNAS POR CRISTALOGRAFIA DE RAIOS-X E RESSONÂNCIA MAGNETICA NUCLEAR. Investigações estruturais e biofísicas dos mecanismos moleculares de proteínas funcionais
• Beneficiário: Raghuvir Krishnaswamy Arni
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 16/19995-0 - Análise da diversidade estrutural e funcional das enzimas pertencentes à família GH43 em Xanthomonas axonopodis pv. citri: implicações biológicas e possíveis aplicações biotecnológicas
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• Processo FAPESP: 15/18868-2 - Aquisição de equipamento multiusuário para biologia molecular e estrutural
• Beneficiário: Raghuvir Krishnaswamy Arni
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 18/10736-8 - Proteína esfoliativa D (ETD) de Staphylococcus aureus: inativação/ativação por peptídeos sintéticos e caracterização dos complexos
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• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado