1. Structure-Based Site-Directed Mutagenesis of the UDP-MurNAc-Pentapeptide-Binding Cavity of the FemX Alanyl Transferase from Weissella viridescens
- Author
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Wladimir Sougakoff, Sabrina Biarrotte-Sorin, Claudine Mayer, Michel Arthur, Stéphane Mesnage, Antoine P. Maillard, Régis Villet, Ahmed Bouhss, Pathogenèse bactérienne et réponses cellulaires (PBRC), Biologie du Cancer et de l'Infection (BCI ), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Krebs Inst, University of Sheffield [Sheffield], Institut de biochimie et biophysique moléculaire et cellulaire (IBBMC), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses (CIMI), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Centre de Recherche des Cordeliers (CRC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École pratique des hautes études (EPHE), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), and Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
- Subjects
Peptidyl transferase ,Nitrogenous Group Transferases ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,MESH: Catalytic Domain ,Peptide ,MESH: Nitrogenous Group Transferases ,Biology ,Microbiology ,MESH: Protein Structure, Tertiary ,03 medical and health sciences ,chemistry.chemical_compound ,Catalytic Domain ,Transferase ,Binding site ,Site-directed mutagenesis ,Molecular Biology ,030304 developmental biology ,chemistry.chemical_classification ,0303 health sciences ,Binding Sites ,Crystallography ,MESH: Kinetics ,030306 microbiology ,MESH: Crystallography ,Mutagenesis ,Enzymes and Proteins ,MESH: Amino Acid Substitution ,Uridine Diphosphate N-Acetylmuramic Acid ,Protein Structure, Tertiary ,Amino acid ,carbohydrates (lipids) ,Kinetics ,Lactobacillus ,MESH: Mutagenesis, Site-Directed ,Amino Acid Substitution ,MESH: Binding Sites ,chemistry ,Biochemistry ,Mutagenesis, Site-Directed ,MESH: Uridine Diphosphate N-Acetylmuramic Acid ,biology.protein ,Peptidoglycan ,MESH: Lactobacillus - Abstract
Weissella viridescens FemX (FemX Wv ) belongs to the Fem family of nonribosomal peptidyl transferases that use aminoacyl-tRNA as the amino acid donor to synthesize the peptide cross-bridge found in the peptidoglycan of many species of pathogenic gram-positive bacteria. We have recently solved the crystal structure of FemX Wv in complex with the peptidoglycan precursor UDP-MurNAc-pentapeptide and report here the site-directed mutagenesis of nine residues located in the binding cavity for this substrate. Two substitutions, Lys36Met and Arg211Met, depressed FemX Wv transferase activity below detectable levels without affecting protein folding. Analogues of UDP-MurNAc-pentapeptide lacking the phosphate groups or the C-terminal d -alanyl residues were not substrates of the enzyme. These results indicate that Lys36 and Arg211 participate in a complex hydrogen bond network that connects the C-terminal d -Ala residues to the phosphate groups of UDP-MurNAc-pentapeptide and constrains the substrate in a conformation that is essential for transferase activity.
- Published
- 2005
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