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Título :	Structural effects of protein aging: Terminal marking by deamidation in human triosephosphate isomerase
Creador:	De la Mora de la Mora Ignacio
Nivel de acceso:	Open access
Palabras clave :	Amidas - metabolismo Humanos Mutagénesis Sitio-Dirigida Procesamiento Proteico-Postraduccional Estructura Secundaria de Proteína Triosa-Fosfato Isomerasa -genética Triosa-Fosfato Isomerasa -metabolismo Amides - metabolism Humans Mutagenesis, Site-Directed Protein Processing, Post-Translational Protein Structure, Secondary Triose-Phosphate Isomerase - genetics Triose-Phosphate Isomerase - metabolism Mutagénesis Triosa-Fosfato Isomerasa desamidación Filogenética proteínas estructural Mutagenesis Triose-Phosphate Isomerase Deamidation phylogenetics proteins structural
Descripción :	La desamidación, la pérdida del grupo amonio de asparagina y glutamina para formar ácido aspártico y glutámico, es una de las modificaciones post-traduccionales más frecuentes en las proteínas. Dado que las tasas de desamidación están codificadas en la estructura de la proteína, se ha propuesto que pueden servir como relojes moleculares para el momento de los procesos biológicos, tales como la rotación de proteínas, el desarrollo y el envejecimiento. A pesar de la importancia de este proceso, existe una falta de información estructural detallada que explique los efectos de la desamidación sobre la estructura de las proteínas. Aquí se estudiaron los efectos de la desamidación en la trifosfato isomerasa humana (HsTIM), una enzima para la cual la desamidación de N15 y N71 ha sido reconocida durante mucho tiempo como la señal para el marcaje terminal de la proteína. La desamidación fue imitada por mutagénesis dirigida al sitio; Por lo tanto, se caracterizaron tres mutantes de HsTIM (N15D, N71D y N15D / N71D). Los resultados muestran que el mutante N71D se parece, estructural y funcionalmente, a la enzima de tipo salvaje. Por el contrario, el mutante N15D muestra todos los efectos perjudiciales relacionados con la desamidación. El mutante N15D / N71D muestra sólo efectos secundarios menores cuando se compara con la mutación N15D, lo que apoya que la desamidación de N71 induce efectos despreciables. Las estructuras cristalinas muestran que, en contraste con el mutante N71D, donde se observan alteraciones mínimas, la mutación N15D forma nuevas interacciones que perturban la estructura del bucle 1 y del bucle 3, ambos componentes críticos del sitio catalítico y la interfaz de HsTIM. Basado en un análisis filogenético de las secuencias TIM, se propone la conservación de este mecanismo para los TIMs de mamíferos. Deamidation, the loss of the ammonium group of asparagine and glutamine to form aspartic and glutamic acid, is one of the most commonly occurring post-translational modifications in proteins. Since deamidation rates are encoded in the protein structure, it has been proposed that they can serve as molecular clocks for the timing of biological processes such as protein turnover, development and aging. Despite the importance of this process, there is a lack of detailed structural information explaining the effects of deamidation on the structure of proteins. Here, we studied the effects of deamidation on human triosephosphate isomerase (HsTIM), an enzyme for which deamidation of N15 and N71 has been long recognized as the signal for terminal marking of the protein. Deamidation was mimicked by site directed mutagenesis; thus, three mutants of HsTIM (N15D, N71D and N15D/N71D) were characterized. The results show that the N71D mutant resembles, structurally and functionally, the wild type enzyme. In contrast, the N15D mutant displays all the detrimental effects related to deamidation. The N15D/N71D mutant shows only minor additional effects when compared with the N15D mutation, supporting that deamidation of N71 induces negligible effects. The crystal structures show that, in contrast to the N71D mutant, where minimal alterations are observed, the N15D mutation forms new interactions that perturb the structure of loop 1 and loop 3, both critical components of the catalytic site and the interface of HsTIM. Based on a phylogenetic analysis of TIM sequences, we propose the conservation of this mechanism for mammalian TIMs. © 2015 de la Mora-de la Mora et al.
Colaborador(es) u otros Autores:	Torres-Larios A2 Enríquez-Flores S1 Méndez ST1 Castillo-Villanueva A1 Gómez-Manzo S1 López-Velázquez G1 Marcial-Quino J1 Torres-Arroyo A1 García-Torres I1 Reyes-Vivas H1 Oria-Hernández J
Fecha de publicación :	2015
Tipo de publicación:	Artículo
Identificador del Recurso :	10.1371/journal.pone.0123379
Fuente:	Plos One 10(4):1-23
URI :	http://repositorio.pediatria.gob.mx:8180/handle/20.500.12103/2832
Idioma:	eng
Aparece en las colecciones:	Artículos

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