High-resolution structure of a modular hyperthermostable endo-beta-1,4-mannanase from Thermotoga petrophila: The ancillary immunoglobulin-like module is a thermostabilizing domain

Autor(es)

da Silva, Viviam M. ^{[1, 2]} ; Cabral, Aline D. ^[3] ; Speranca, Marcia A. ^[3] ; Squina, Fabio M. ^[4] ; Muniz, Joao Renato C. ^[5] ; Martin, Lydie ^[2] ; Nicolet, Yvain ^[2] ; Garcia, Wanius ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed ABC UFABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Santo Andre, SP - Brazil

^[2] Univ Grenoble Alpes, CEA, CNRS, IBS, Metalloprot Unit, F-38000 Grenoble - France

^[3] Univ Fed ABC UFABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, Sao Bernardo Do Campo, SP - Brazil

^[4] Univ Sorocaba UNISO, Programa Proc Tecnol & Ambientais, Sorocaba, SP - Brazil

^[5] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys IFSC, Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS; v. 1868, n. 8 AUG 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

The endo-beta-1,4-mannanase from the hyperthermostable bacterium Thermotoga petrophila (TpMan) is an enzyme that catalyzes the hydrolysis of mannan and heteromannan polysaccharides. Of the three domains that comprise TpMan, the N-terminal GH5 catalytic domain and the C-terminal carbohydrate-binding domain are connected through a central ancillary domain of unknown structure and function. In this study, we report the partial crystal structure of the TpMan at 1.45 angstrom resolution, so far, the first modular hyperthermostable endo-beta-1,4-mannanase structure determined. The structure exhibits two domains, a (beta/alpha)(8)-barrel GH5 catalytic domain connected via a linker to the central domain with an immunoglobulin-like beta-sandwich fold formed of seven beta-strands. Functional analysis showed that whereas the immunoglobulin-like domain does not have the carbohydrate-binding function, it stacks on the GH5 catalytic domain acting as a thermostabilizing domain and allowing operation at hyperthermophilic conditions. The carbohydrate-binding domain is absent in the crystal structure most likely due to its high flexibility around the immunoglobulin-like domain which may act also as a pivot. These results represent new structural and functional information useful on biotechnological applications for biofuel and food industries. (AU)

• Processo FAPESP: 13/26096-4 - Expressão heteróloga da enzima quitinase de Leishmania (L.) infantum chagasi, Leishmania (V.) braziliensis e Leishmania amazonensis: diagnóstico sorológico e estudo molecular comparativo utilizando sistemas de expressão em células de insetos e bactéria
• Beneficiário: Aline Diniz Cabral
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/15836-5 - Modular hipertermoestável endo-beta-1,4-mananase: determinação da estrutura tridimensional do domínio central e seu papel na termoestabilização global da enzima.
• Beneficiário: Viviam Moura da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/17275-3 - Estudos do modo de ação de duas mono-oxigenases líticas de polissacarídeos de inseto (ordem isoptera): estrutura molecular, química bioinorgânica e aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: Wanius José Garcia da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/16291-5 - Caracterização biofísica-estrutural de enzimas termofílicas prospectadas do fungo Thielavia terrestris para degradação de biomassa e geração de produtos biotecnológicos
• Beneficiário: João Renato Carvalho Muniz
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/02065-5 - Modular hipertermoestável endo-beta-1,4-mananase: determinação da estrutura tridimensional do domínio central e seu papel na termoestabilização global da enzima
• Beneficiário: Viviam Moura da Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/14514-4 - Caracterização da quitinase das espécies de Leishmania endêmicas da América do Sul: utilização no diagnóstico em humanos, cães e flebotomíneos.
• Beneficiário: Marcia Aparecida Speranca
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 14/50897-0 - INCT 2014: Centro de Química Medicinal de Acesso Aberto
• Beneficiário: Katlin Brauer Massirer
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 15/50590-4 - Valorização da lignina em plantas de etanol celulósico: a conversão biocatalítica via ácido ferúlico a produtos químicos de alto valor
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático