scholarly journals Stromal Processing Peptidase Binds Transit Peptides and Initiates Their Atp-Dependent Turnover in Chloroplasts

1999 ◽  
Vol 147 (1) ◽  
pp. 33-44 ◽  
Author(s):  
Stefan Richter ◽  
Gayle K. Lamppa
Keyword(s):  
Binding Assay ◽  
Specific Binding ◽  
Transit Peptide ◽  
Binding Motif ◽  
Mature Protein ◽  
Sequence Of Events ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Transit Peptides ◽  
Processing Peptidase ◽  
Zinc Binding Motif

A stromal processing peptidase (SPP) cleaves a broad range of precursors targeted to the chloroplast, yielding proteins for numerous biosynthetic pathways in different compartments. SPP contains a signature zinc-binding motif, His-X-X-Glu-His, that places it in a metallopeptidase family which includes the mitochondrial processing peptidase. Here, we have investigated the mechanism of cleavage by SPP, a late, yet key event in the import pathway. Recombinant SPP removed the transit peptide from a variety of precursors in a single endoproteolytic step. Whereas the mature protein was immediately released, the transit peptide remained bound to SPP. SPP converted the transit peptide to a subfragment form that it no longer recognized. We conclude that SPP contains a specific binding site for the transit peptide and additional proteolysis by SPP triggers its release. A stable interaction between SPP and an intact transit peptide was directly demonstrated using a newly developed binding assay. Unlike recombinant SPP, a chloroplast extract rapidly degraded both the transit peptide and subfragment. A new degradative activity, distinguishable from SPP, was identified that is ATP- and metal-dependent. Our results indicate a regulated sequence of events as SPP functions during precursor import, and demonstrate a previously unrecognized ATP-requirement for transit peptide turnover.

scholarly journals Cleavage of precursors by the mitochondrial processing peptidase requires a compatible mature protein or an intermediate octapeptide.

1991 ◽  
Vol 113 (1) ◽  
pp. 65-76 ◽  
Author(s):  
G Isaya ◽  
F Kalousek ◽  
W A Fenton ◽  
L E Rosenberg
Keyword(s):  
Single Step ◽  
Mitochondrial Proteins ◽  
Leader Peptide ◽  
Amino Terminus ◽  
Mature Protein ◽  
Amino Terminal ◽  
Protease Cleavage ◽  
Iron Sulfur ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

Many precursors of mitochondrial proteins are processed in two successive steps by independent matrix peptidases (MPP and MIP), whereas others are cleaved in a single step by MPP alone. To explain this dichotomy, we have constructed deletions of all or part of the octapeptide characteristic of a twice cleaved precursor (human ornithine transcarbamylase [pOTC]), have exchanged leader peptide sequences between once-cleaved (human methylmalonyl-CoA mutase [pMUT]; yeast F1ATPase beta-subunit [pF1 beta]) and twice-cleaved (pOTC; rat malate dehydrogenase (pMDH); Neurospora ubiquinol-cytochrome c reductase iron-sulfur subunit [pFe/S]) precursors, and have incubated these proteins with purified MPP and MIP. When the octapeptide of pOTC was deleted, or when the entire leader peptide of a once-cleaved precursor (pMUT or pF1 beta) was joined to the mature amino terminus of a twice-cleaved precursor (pOTC or pFe/S), no cleavage was produced by either protease. Cleavage of these constructs by MPP was restored by re-inserting as few as two amino-terminal residues of the octapeptide or of the mature amino terminus of a once-cleaved precursor. We conclude that the mature amino terminus of a twice-cleaved precursor is structurally incompatible with cleavage by MPP; such proteins have evolved octapeptides cleaved by MIP to overcome this incompatibility.

scholarly journals Maturation of Mitochondrially Targeted Prx V Involves a Second Cleavage by Mitochondrial Intermediate Peptidase That Is Sensitive to Inhibition by H2O2

Antioxidants ◽  
2021 ◽  
Vol 10 (3) ◽  
pp. 346
Author(s):  
Juhyun Sim ◽  
Jiyoung Park ◽  
Hyun Ae Woo ◽  
Sue Goo Rhee
Keyword(s):  
Short Form ◽  
Mitochondrial Matrix ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Mouse Tissues ◽  
N Terminus ◽  
Mitochondrial Intermediate Peptidase ◽  
Subsequent Degradation ◽  
Processing Peptidase ◽  
Mitochondria Targeting ◽  
Over Time

Prx V mRNA contains two in-frame AUG codons, producing a long (L-Prx V) and short form of Prx V (S-Prx V), and mouse L-Prx V is expressed as a precursor protein containing a 49-amino acid N-terminal mitochondria targeting sequence. Here, we show that the N-terminal 41-residue sequence of L-Prx V is cleaved by mitochondrial processing peptidase (MPP) in the mitochondrial matrix to produce an intermediate Prx V (I-Prx V) with a destabilizing phenylalanine at its N-terminus, and further, that the next 8-residue sequence is cleaved by mitochondrial intermediate peptidase (MIP) to convert I-Prx V to a stabilized mature form that is identical to S-Prx V. Further, we show that when mitochondrial H2O2 levels are increased in HeLa cells using rotenone, in several mouse tissues by deleting Prx III, and in the adrenal gland by deleting Srx or by exposing mice to immobilized stress, I-Prx V accumulates transiently and mature S-Prx V levels decrease in mitochondria over time. These findings support the view that MIP is inhibited by H2O2, resulting in the accumulation and subsequent degradation of I-Prx V, identifying a role for redox mediated regulation of Prx V proteolytic maturation and expression in mitochondria.

scholarly journals Characterization of the mitochondrial processing peptidase of Neurospora crassa.

1994 ◽  
Vol 269 (7) ◽  
pp. 4959-4967 ◽  
Author(s):  
M. Arretz ◽  
H. Schneider ◽  
B. Guiard ◽  
M. Brunner ◽  
W. Neupert
Keyword(s):  
Neurospora Crassa ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

Effect of mutations in a zinc-binding domain of yeast RNA polymerase C (III) on enzyme function and subunit association

1992 ◽  
Vol 12 (3) ◽  
pp. 1087-1095
Author(s):  
M Werner ◽  
S Hermann-Le Denmat ◽  
I Treich ◽  
A Sentenac ◽  
P Thuriaux
Keyword(s):  
Rna Polymerase ◽  
Zinc Binding ◽  
Enzyme Function ◽  
Directed Mutagenesis ◽  
Binding Motif ◽  
Zinc Ions ◽  
Amino Terminal ◽  
Zinc Binding Domain ◽  
Zinc Binding Motif

The conserved amino-terminal region of the largest subunit of yeast RNA polymerase C is capable of binding zinc ions in vitro. By oligonucleotide-directed mutagenesis, we show that the putative zinc-binding motif CX2CX6-12CXGHXGX24-37CX2C, present in the largest subunit of all eukaryotic and archaebacterial RNA polymerases, is essential for the function of RNA polymerase C. All mutations in the invariant cysteine and histidine residues conferred a lethal phenotype. We also obtained two conditional thermosensitive mutants affecting this region. One of these produced a form of RNA polymerase C which was thermosensitive and unstable in vitro. This instability was correlated with the loss of three of the subunits which are specific to RNA polymerase C: C82, C34, and C31.

scholarly journals Analysis of Elements in the Substrate Required for Processing by Mitochondrial Processing Peptidase

1995 ◽  
Vol 270 (51) ◽  
pp. 30322-30326 ◽  
Author(s):  
Tadashi Ogishima ◽  
Takuro Niidome ◽  
Kunitoshi Shimokata ◽  
Sakae Kitada ◽  
Akio Ito
Keyword(s):  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Processing Peptidase

scholarly journals A role for YY1 in sex-biased transcription revealed through X-linked promoter activity and allelic binding analyses

2016 ◽  
Author(s):  
Chih-yu Chen ◽  
Wenqiang Shi ◽  
Allison M. Matthews ◽  
Yifeng Li ◽  
David J. Arenillas ◽  
...  
Keyword(s):  
X Chromosome ◽  
Specific Binding ◽  
Positive Association ◽  
Binding Motif ◽  
Transcription Start ◽  
Transcription Factor Binding Motif ◽  
Transcription Start Sites ◽  
Non Coding Rna ◽  
Allelic Gene ◽  
Long Non Coding Rna

AbstractSex differences in susceptibility and progression have been reported in numerous diseases. Female cells have two copies of the X chromosome with X-chromosome inactivation imparting mono-allelic gene silencing for dosage compensation. However, a subset of genes, named escapees, escape silencing and are transcribed bi-allelically resulting in sexual dimorphism. Here we conducted analyses of the sexes using human datasets to gain perspectives in such regulation. We identified transcription start sites of escapees (escTSSs) based on higher transcription levels in female cells using FANTOM5 CAGE data. Significant over-representations of YY1 transcription factor binding motif and ChIP-seq peaks around escTSSs highlighted its positive association with escapees. Furthermore, YY1 occupancy is significantly biased towards the inactive X (Xi) at long non-coding RNA loci that are frequent contacts of Xi-specific superloops. Our study elucidated the importance of YY1 on transcriptional activity on Xi in general through sequence-specific binding, and its involvement at superloop anchors.

scholarly journals Μελέτη μορίων του πρωτόζωου Leishmania που εμπλέκονται στην πρόοδο του κυτταρικού κύκλου

2014 ◽  
Author(s):  
Αλέξανδρος Αλεξανδράτος
Keyword(s):  
Heat Shock ◽  
Elongation Factor ◽  
Alpha Subunit ◽  
Elongation Factor 2 ◽  
Mitochondrial Processing Peptidase ◽  
Eukaryotic Elongation Factor 2 ◽  
Eukaryotic Elongation Factor ◽  
Processing Peptidase

Τα είδη του γένους Leishmania αποτελούν υποχρεωτικά ενδοκυττάρια πρωτοζωικά παράσιτα που προκαλούν ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, τις λεισμανιάσεις. Η λεϊσμανίαση θεωρείται νόσος εξέχουσας σπουδαιότητας, με 2 εκατομμύρια νέα κρούσματα το χρόνο, χρήζουσας μεγάλης κοινωνικής και οικονομικής σημασίας. Για τον έλεγχο των συνεχώς αυξανόμενων κρουσμάτων, είναι επιτακτική ανάγκη η ανάπτυξη νέων μη-τοξικών φαρμάκων που θα στοχεύουν σε μόρια-στόχους σημαντικά για την ολοκλήρωση του παρασιτικού κύκλου ζωής. Κατ’ αυτόν τον τρόπο κρίνεται απαραίτητη η μελέτη μηχανισμών και παραγόντων μολυσματικότητας του παρασίτου, που ελέγχουν τον κυτταρικό κύκλο και τη διαφοροποίηση του παρασίτου. Στα πλαίσια αυτά, έχει δειχθεί ότι η επισωμική υπερέκφραση της συνδετικής ιστόνης Η1 του παρασίτου Leishmania (LeishH1) οδηγεί στην καθυστέρηση της ολοκλήρωσης του κυτταρικού κύκλου, αλλά παράλληλα και στη μείωση του ρυθμού διαφοροποίησης των παρασίτων από προμαστιγωτές σε αμαστιγωτές μορφές, έχοντας σαν αποτέλεσμα τη μείωση της μολυσματικότητας του παρασίτου τόσο in vitro όσο και in vivo. Στόχος αυτής της διατριβής ήταν η ανάδειξη μορίων που επηρεάζουν τη μολυσματικότητα του παρασίτου, μελετώντας το προτέωμα των μη μολυσματικών παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1. Η συγκριτική μελέτη των παρασίτων που υπερεκφράζουν τη LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, είχε επίσης ως σκοπό την περαιτέρω μελέτη του βιολογικού ρόλου της LeishH1 στα παράσιτα και τη διερεύνηση του ρόλου της στη γονιδιακή ρύθμιση του παρασίτου. Η συγκριτική πρωτεομική ανάλυση με ηλεκτροφόρηση δυο-διαστάσεων, των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1 σε σχέση με τα παράσιτα ελέγχου, κατέδειξε πως μόνο μια μικρή ομάδα πρωτεϊνών παρουσιάζει διαφορική έκφραση. Συγκεκριμένα, τρεις πρωτεΐνες [heat shock protein 83 (HSP83), eukaryotic elongation factor 2(eEF-2), alpha subunit of the mitochondrial processing peptidase (α-MPP)] παρουσιάζουν χαμηλότερα επίπεδα έκφρασης ενώ άλλες δυο (α/β τουμπουλίνη, ΜΑΡ) παρουσιάζουν μεγαλύτερη κατανομή έκφρασης. Πειράματα αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης αντίστροφης μεταγραφάσης πραγματικού χρόνου, επιβεβαίωσαν το αποτέλεσμα αυτό, υποδηλώνοντας ότι η LeishH1 δεν είναι γενικός καταστολέας της μεταγραφής αλλά επηρεάζει ένα ειδικό υποσύνολο πρωτεϊνών, σε προ- ή μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Ανάμεσα στις πρωτεΐνες με διαφορική έκφραση ήταν και η τουμπουλίνη. Η διαφορική έκφραση της πρωτεΐνης αντικατοπτρίζεται άμεσα στη μορφολογία των παρασίτων που υπερεκφράζουν την LeishH1, καθώς τα παράσιτα αυτά παρουσιάζουν μικρότερο και πιο στρογγυλό σχήμα και μεγαλύτερη μορφολογική ετερογένεια. Μια ακόμα πρωτεΐνη με διαφορική έκφραση, ήταν και η HSP83, η οποία παρουσίασε χαμηλότερα επίπεδα. Θέλοντας να εξακριβώσουμε σε ποιο επίπεδο παρεμβαίνει η LeishH1 στο μηχανισμό έκφρασης της HSP83, συγκρίναμε τα επίπεδα του mRNA και η ανάλυση κατέδειξε ότι δεν υπάρχουν διαφορές στα επίπεδα αυτά. Επίσης, μελετήθηκε ο ρυθμός έκφρασης της πρωτεΐνης μέσω της μεταβολικής σήμανσης των πρωτεϊνών και αποκαλύφθηκε πως σε αυτό το στάδιο εντοπίζεται η παρεμβολή της LeishH1, καθώς τα παράσιτα που την υπερεκφράζουν παρουσιάζουν χαμηλότερο ρυθμό έκφρασης της HSP83. Συμπερασματικά διαφαίνεται πως υπάρχει μια συσχέτιση μεταξύ μονοπατιών που εμπλέκονται στην αντίσταση έναντι φαρμακευτικών ουσιών, στην απόπτωση και τη μολυσματικότητα. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, τα ειδικά σήματα και οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν τη διαφοροποίηση/μολυσματικότητα του παρασίτου και την απόπτωση/απόκριση στο στρες, χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης καθώς φαίνεται να αποτελούν τις δυο όψεις του ίδιου νομίσματος.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document