Bakteriālo trimetilamīnu producējošo enzīmu strukturālie un funkcionālie pētījumi

Abstract

Trimetilamīns ir ticis identificēts kā viens no baktēriju metabolītiem ar potenciāli negatīvu ietekmi uz cilvēka veselību, kas padara to par aktuālu pētniecības objektu. Šajā darbā tika veikti bakteriālo trimetilamīnu producējošo enzīmu pētījumi. Tika veikta Klebsiella pneumoniae CutC holīna liāzes 3D kristālstruktūras noteikšana divās dažādās konformācijās. Tika pētīti arī ar CutC holīna liāzi saistīto GRM2 tipa bakteriālo mikrokompartmentu pašsalikšanās un iepakošanas mehānismi. Mēs atklājām, ka serdes enzīmi tiek iepakota hierarhiskā manierē, prezentējam krio-EM 3D struktūru 3.3 Å izšķirtspējā un pētījām priekšnoteikumus rekobinantu čaulu izveidošanai. Mēs arī analizējām CntA oksigenāzes substrātu paneļus no četriem dažādiem saimniekorganismiem, tādējādi atrisinot dažas iepriekšējas neskaidrības par šo enzīmu.

Trimethylamine has been identified as a bacterial metabolite with a potential negative impact on health, making it a target of interest. In this study the investigation of bacterial trimethylamine producing enzymes was performed. We solved the 3D crystal structures of two different conformations of CutC choline lyase from Klebsiella pneumoniae. The assembly and encapsulation mechanisms of the CutC associated GRM2 type bacterial microcompartments were also investigated. We discovered that the core enzymes are encapsulated in a hierachial manner, present a cryo-EM 3D structure of a pT=4 quasi symmetric shell particle at 3.3 Å resolution and studied the requirements for recombinant shell formation. We also analyzed the substrate panels of CntA oxygenase from four different hosts, thus clearing some previous controversies about this enzyme.