FKKT

Mlada raziskovalka programske skupine Napredna organska sinteza in kataliza (P1-0179) Katarina P. van Midden je v sodelovanju s sodelavci s Katedre za organsko kemijo ter raziskovalci iz Univerze v Oxfordu, Univerze v Freiburgu in Inštituta Jožef Stefan objavila članek v reviji International Journal of Biological Macromolecules (Elsevier, IF: 8.2) z naslovom: Mechanistic insights into CrCEP1: A dual-function cysteine protease with endo- and transpeptidase activity (Mehanistični vpogledi v CrCEP1: Cisteinska proteaza z dvojno endo- in transpeptidazno aktivnostjo).

Proteaze so encimi, ki katalizirajo cepitev peptidnih vezi in igrajo ključne vloge pri uravnavanju raznolikih celičnih procesov. Ker pa so proteaze katalizatorji, lahko nekateri predstavniki pod določenimi pogoji katalizirajo tudi obratno reakcijo - tvorbo peptidnih vezi oz. transpeptidacijo.

V objavljeni študiji so raziskovalci želeli raziskati aktivnosti proteaz v zeleni algi Chlamydomonas reinhardtii, izpostavljeni oksidativnemu stresu, z uporabo novih tetrapeptidnih sond. Nepričakovano so sonde označile tri neproteolitične proteine - PsbO, PsbP in PsbQ, sestavne dele kisik‑razvijajočega kompleksa, ki je del fotosistema II. Z uporabo masne spektrometrije in nadaljnjimi biokemijskimi testi so razkrili, da to reakcijo katalizira do sedaj neopisana cisteinska proteaza CrCEP1. Nadaljnji poskusi z rekombinantnima CrCEP1 in PsbO so omogočili rekonstrukcijo reakcije in vitro in razjasnitev mehanizma te reakcije. Raziskovalci so ugotovili, da v kislih pogojih CrCEP1 deluje kot proteaza, v nevtralnem oz. rahlo bazičnem okolju pa izkazuje transpeptidazno aktivnost, s katero lahko dele sond in peptidov prenese na N-konce proteinov Psb, ki jih s tem modificira. Objavljena študija razkriva dvojno naravo proteze CrCEP1 in odpira vprašanja o potencialnih vlogah transpeptidacije v celičnih procesih.

Članek je objavljen v odprtem dostopu na naslednji povezavi: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813024033105

Shematski prikaz transpeptidacijskega mehanizma CrCEP1. Proteaza v kislem okolju (pH < 7) cepi tetrapeptidno sondo (z ali brez skupine AOMK - označeno z valovito črto) v procesu hidrolize. V nevtralnem do rahlo bazičnem okolju (pH 7-8) pa katalizira prenos dela sonde na N-konce proteinov Psb in jih s tem modificira.