Role F420-dependentních oxidoreduktáz u aktinobakterií

Abstract

Deazaflavin F420 is an unusual cofactor involved in oxidoreduction reactions in the cells of some microorganisms. The role of F420/F420H2-dependent oxidoreductases has been extensively described in the case of central archaeal metabolism, particularly those of methanogens. In contrast, our knowledge of these enzymes in actinobacteria is limited. This work focuses on the characterization of selected actinobacterial oxidoreductases from luciferase-like hydride transferase family, which putatively use the F420 cofactor. Specifically, Apd6 biosynthetic proteins and their sequence homologs were studied. Three recombinant proteins were prepared and purified and their enzymatic activity was tested in the presence of F420 and a set of putative substrates by means of in vitro reactions. The reaction products were monitored by liquid chromatography with UV and mass spectrometry detection. Some of the expected reaction products were detected in in vitro reactions, confirming that the proteins were catalytically active. Furthermore, one of the proteins surprisingly exhibited an unusual reaction specificity. Key words: Specialized metabolism, actinobacteria, F420 cofactor, redox reactions, reaction specificity, 4-alkyl-L-proline derivates.

je neobvyklý kofaktor účastnící se oxidoredukčních reakcí v buňkách některých mikroorganismů. Role závislých oxidoreduktáz byla obsáhle popsána případě centrálního metabolismu archea, zejména methanogenů. Naproti tomu aktinobakterií je naše znalost o těchto enzymech velmi omezená. Tato práce se zabývá charakterizací vybraných oxidoreduktáz aktinobakterií rodiny hydridových transferas odvozených od luciferas, u kterých se předpokládá, že využívají kofaktor F . Konkrétně se jedná o biosyntetické proteiny Apd6 a jejich sekvenční homology. Byly připraveny a purifikovány tři rekombinantní proteiny, jejichž enzymová aktivita byla testována v přítomnosti a souboru hypotetických substrátů prostřednictvím reakcí. Produkty reakcí byly monitorovány pomocí kapalinové chromatografie s UV a hmotnostně spektrometrickou detekcí. Prostřednictvím reakcí byly detekovány některé z očekávaných reakčních produktů a odpovídající proteiny tedy byly katalyticky aktivní. Jeden z proteinů překvapivě vykázal neobvyklou reakční specifitu. Klíčová slova: specializovaný metabolismus, aktinobakterie, kofaktor , oxidoredukční reakce, reakční specifita, 4 prolinové deriváty.