Lasso-Peptide

3D Struktur des Microcin J25. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die Backbone-Atome und die Seitenkette von Glutamat gezeigt. Die Farbgebung gibt Information über die räumliche Position der Atome (rot: vorn, blau: hinten)

Lasso-Peptide sind 16 bis 21 Aminosäuren lange ribosomal synthetisierte und posttranslational modifizierte Peptide mit sehr unterschiedlichen biologischen Funktionen, die jedoch ihre einzigartige Struktur gemeinsam haben.

3D Struktur

Die freie Aminogruppe der ersten Aminosäure (Glycin oder Cystein) formt eine Peptidbindung zu einer Aspartat- oder Glutamatseitenkette in Position 8 oder 9 und erzeugt dadurch einen Lactamring. Der 7 bis 13 Aminosäuren umfassende Schwanz ist durch diesen Ring geführt. Meist ist dieser Schwanz durch große Reste auf beiden Seiten des Rings sterisch fixiert. Diese ungewöhnliche Struktur, die sowohl thermisch als auch gegen Proteolyse sehr stabil ist, gab dieser erst wenige Vertreter umfassenden Peptidgruppe ihren Namen. Die Lasso-Peptide deren 3D-Struktur noch nicht bekannt ist, werden aufgrund der Ähnlichkeiten in der Aminosäuresequenz und ihrer Stabilität zu dieser Gruppe gezählt, auch wenn diese Zuordnung nicht endgültig bestätigt ist.

Struktur der Gencluster

Von einigen Lasso-Peptiden sind die zugehörigen Gencluster sequenziert. Prinzipiell besteht ein solcher Gencluster aus 4 offenen Leserastern. Für den bisher am besten untersuchten Gencluster von Microcin J25 wurden die Gene McjA, McjB, McjC und McjD genannt. Das Gen A codiert für das Vorläuferpeptid, das von den Enzymen B und C zum Lassopeptid prozessiert wird und vom Transporter D exportiert wird. Die Vorläuferpeptide sind 40 bis 60 Aminosäuren lang und tragen die im nativen Lasso-Peptid vorkommende Sequenz am C-Terminus. BLAST-Suchen haben Ähnlichkeiten des Enzyms B mit Transglutaminasen bzw. Proteasen ergeben, daher ist es sehr wahrscheinlich an der Spaltung des Vorläuferpeptids beteiligt. Das Enzym C weist Ähnlichkeiten mit Asparaginsynthetasen der Klasse B und β-Lactam-Synthetasen auf und ist daher wahrscheinlich für die Bildung des Rings verantwortlich. Das Protein D besitzt Homolgien mit ABC (ATP-Binding-Casette) Transportern und ist am Export des Lasso-Peptids aus der Zelle beteiligt.

In der folgenden Tabelle sind die bisher bekannten Lasso-Peptide aufgelistet. Die Aminosäuren, die den Lactamring schließen, sind fett, Cysteinreste, die Disulfidbrücken bilden, sind kursiv gedruckt.

Name Sequenz Peptidlänge 3D Struktur bekannt Produzierender Organismus
Microcin J25[1] GGAGHVPEYFVGIGTPISFYG 21 (1-8) ja Escherichia coli
Anantin[2] GFIGWGNDIFGHYSGDF 17 (1-8) nein Streptomyces sp.
Capistruin[3] GTPGFQTPDARVISRFGFN 19 (1-9) ja Burkholderia sp.
Lariatin A[4] GSQLVYREWVGHSNVIKP 18 (1-8) ja Rhodococcus sp.
Lariatin B GSQLVYREWVGHSNVIKGPP 20 (1-8) ja Rhodococcus sp.
Propeptin I[5] GYPWWDYRDLFGGHTFISP 19 (1-9) nein Microbispora sp.
Propeptin II GYPWWDYRDLFGGHTFI 17 (1-9) nein Microbispora sp.
RES 701-1[6] GNWHGTAPDWFFNYYW 16 (1-9) nein Streptomyces sp.
RES 701-3[7] GNWHGTSPDWFFNYYW 16 (1-9) nein Streptomyces sp.
Aborycin[8] CLGIGSCNDFAGCGYAVVCFW 21 (1-9) ja Streptomyces sp.
Syamicin I[9] CLGVGSCNDFAGCGYAIVCFW 21 (1-9) nein Streptomyces sp.

Quellen

  1. Craik et al. JACS, 2003, 125 (41): 12464-12474
  2. Wyss et al. J. antibiotics, 1991, 4 (2): 172-180
  3. Knappe et al. JACS, 2008, 130 (34): 11446-11454
  4. Iwatsuki et al. JACS, 2006, 128 (23): 7486-7491
  5. Kimura et al. J. antibiotics, 1996, 50 (5): 373-378
  6. Morishita et al. J. antibiotics, 1993, 47 (3): 269-275
  7. Ogawa et al. J. antibiotics, 1995, 48 (11): 1213-1220
  8. Helynck et al. J. antibiotics, 1993, 46 (11): 1756-1757
  9. Yamasaki et al. B.&M. Chem., 1996, 4 (1): 115-120

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die News der letzten 7 Tage

23.06.2021
Botanik | Physiologie | Biochemie
Wie kleine Moleküle Pflanzen bei ihrer Stressbewältigung helfen
Ein Team von Wissenschaftlerinnen hat in einer aktuellen Studie ein neuartiges regulatorisches kleines Molekül untersucht und beschrieben.
23.06.2021
Zytologie | Genetik | Biochemie
Flashmob im Zellkern
Der Zellkern ist weit mehr als eine Art Aufbewahrungs-Behälter für Chromosomen: In ihm sitzt auch die komplexe Maschinerie, die Abschriften der gerade benötigten Gene herstellt und in die Zelle entlässt.
23.06.2021
Anthropologie | Primatologie
Dem Affen in die Augen geschaut
Das Weiße in unserem Auge ist etwas Besonderes, denn die Lederhaut ist nicht pigmentiert, weshalb wir gut verfolgen können, wohin unser Gegenüber schaut.
23.06.2021
Physiologie | Ökologie | Biodiversität
Der Duft macht’s
Pflanzliche Inzucht mindert die Attraktivität für Bestäuber, das zeigt ein Forschungsteam am Beispiel der Weißen Lichtnelke.
23.06.2021
Anthropologie | Physiologie | Primatologie
Das Alter lässt sich nicht betrügen
Die Lebenserwartung in Primatenpopulationen wird durch die Überlebensrate der Jüngeren bestimmt.
23.06.2021
Botanik | Physiologie | Klimawandel
Warum Bäume nachts wachsen
Es ist ein weit verbreiteter Irrtum, dass Bäume mehrheitlich tagsüber wachsen.
21.06.2021
Neurobiologie
Wählerische Nervenzellen
Der visuelle Thalamus ist klassischerweise dafür bekannt, die von der Netzhaut kommenden visuellen Reize an die Großhirnrinde weiterzuleiten.
21.06.2021
Botanik | Genetik | Klimawandel
Gene für Dürreresistenz in Buchen: Hitzesommer überleben oder austrocknen?
Forscherinnen identifizieren Gene für Dürreresistenz in Buchen, aber nicht jeder Baum hat das genetische Rüstzeug für einen Klimawandel.
21.06.2021
Anthropologie | Neurobiologie
Mimik-Erkennung: Warum das Gehirn dem Computer (noch) überlegen ist
Die Corona-Maskenpflicht macht uns derzeit bewusst: Mimik ist eines unserer wichtigsten Kommunikationssignale.
20.06.2021
Physiologie | Paläontologie
Kleiner Elefant hörte tiefe Töne
Der ausgestorbene Zwergelefant Palaeoloxodon tiliensis von der griechischen Insel Tilos besaß offenbar ein ähnliches Hörspektrum wie seine großen, heute lebenden Verwandten.
20.06.2021
Biodiversität | Insektenkunde
In Deutschland Gewinner und Verlierer: Libellen
In den letzten 35 Jahres hat sich die Verteilung der Libellenarten in Deutschland stark verändert.
18.06.2021
Ethologie | Insektenkunde
Die komplexe Organisation einer Ameisenkolonie
Eine vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützte Studie über räuberische Ameisen erklärt, wie kleine Unterschiede zwischen Einzeltieren die kollektive Organisation der Kolonie verändern.
18.06.2021
Ethologie | Primatologie
Schimpansen-Waisen erholen sich vom Verlust der Mutter
Chronischer Stress könnte ein Grund dafür sein, warum manche Tierwaisen eine kürzere Lebenserwartung haben und weniger Nachkommen bekommen.
18.06.2021
Ökologie | Insektenkunde
Stickstoffüberschuss gefährdet Schmetterlinge
Stickstoff aus Landwirtschaft, Verkehrsabgasen und Industrie bringt Schmetterlinge in der Schweiz in Bedrängnis.
18.06.2021
Insektenkunde | Entwicklungsbiologie
Steinfliegen: Jugend beeinflusst Erwachsenenleben
Die Metamorphose führt bei Insekten meist zu völlig verschieden aussehenden Larven- und Erwachsenenstadien: Schmetterlinge unterscheiden sich etwa drastisch von ihren Jungstadien, den Raupen.
18.06.2021
Ökologie | Vogelkunde
Dramatische Veränderung der Brutvogelgemeinschaft
Im Bonner Stadtteil Dottendorf hat die Zahl der Brutvogelarten in den vergangenen 50 Jahren deutlich abgenommen.