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- Title
Structural comparison of substrate entry gate for rhomboid intramembrane peptidases.
- Authors
Lazareno-Saez, Christelle; Brooks, Cory L.; Lemieux, M. Joanne
- Abstract
Rhomboids are intramembrane serine peptidases conserved in all kingdoms of life. Their general role is to cleave integral membrane proteins to release signalling molecules. These signals, when disrupted, can contribute to various diseases. Crystal structures of H. influenzae (hiGlpG) and E. coli GlpG (ecGlpG) rhomboids have revealed a structure with six transmembrane helices and a Ser-His catalytic dyad buried within the membrane. One emerging issue was the identification of the mobile element in the protein that allows substrate docking. It has been proposed that the substrate entry gate is composed of helix 5 and loop 5. The present review studies the structures of these two orthologs. In ecGlpG structures, different conformations of loop 5 and helix 5 are observed. Open and closed conformations of ecGlpG structures are compared with each other and with hiGlpG, surveying differences in hydrophobic interactions within loop 5 and helix 5. Furthermore, a comparison of the ecGlpG and hiGlpG structures reveals differences in loop 4. Overall, less variation is observed in loop 4, suggesting this region acts as an anchor for the substrate gate. Functional and regulatory implications of these variations are discussed. Les rhomboïdes sont des peptidases à sérine transmembranaires conservées à travers tous les règnes du vivant. Leur rôle principal est de cliver les protéines membranaires intégrales afin de libérer des molécules de signalisation. Ces signaux, s'ils sont perturbés, peuvent contribuer à différentes maladies. Les structures cristallines des rhomboïdes de H. influenzae (hiGlpG) et d'E. coli GlpG (ecGlpG) ont révélé une structure comprenant six hélices transmembranaires et une dyade catalytique Ser-His enfouie à l'intérieur la membrane. Une question émergente consistait à identifier l'élément mobile dans la protéine qui permet l'ancrage du substrat. Il a été proposé que la porte d'entrée du substrat soit composée de l'hélice 5 et de la boucle 5. Cet article de revue présente les études des structures de ces deux orthologues. Différentes conformations de la boucle 5 et de l'hélice 5 sont observées dans les structures de ecGlpG. Les conformations ouvertes et fermées des structures de ecGlpG sont comparées les unes aux autres, ainsi qu'avec celles de hiGlpG, en examinant les différences qui existent dans les interactions hydrophobes à l'intérieur de la boucle 5 et de l'hélice 5. De plus, une comparaison des structures de ecGlpG et hiGlpG révèle des différences dans la boucle 4. Dans l'ensemble, il y a moins de variations observées dans la boucle 4, suggérant que cette région agisse comme ancre pour l'entrée du substrat. Les implications fonctionnelles et régulatrices de ces variations sont discutées.
- Subjects
SERINE; PEPTIDASE; MEMBRANE proteins; CRYSTALLIZATION; CELL membranes; HAEMOPHILUS influenzae; ESCHERICHIA coli
- Publication
Biochemistry & Cell Biology, 2011, Vol 89, Issue 2, p216
- ISSN
0829-8211
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/O10-161