Struktur und Mechanismus des Heterokomplexes der caseinolytischen Protease ClpP1/2 aus Listeria monocytogenes

Abstract

Eine Infektion mit dem Human-Pathogen Listeria monocytogenes kann zu schwerwiegenden Infektionen mit teilweise tçdlichem Ausgang führen. Die Virulenz und intrazelluläre Stresstoleranz des Bakteriums wird von der caseinolytischen Protease P (ClpP), einem Enzym, das in Bakterien hoch konserviert ist, reguliert. L. monocytogenes bildet zwei ClpP-Isoformen, die auf sequentieller Ebene nur entfernt miteinander verwandt sind und sich in Katalyse, Oligomerisierungszustand, Zusammensetzung ihrer aktiven Zentren und den am N-Terminus lokalisierten Bindungsstellen für die interagierenden AAA + -Chaperone unterscheiden. In dieser Arbeit haben wir die Kristallstruktur des ClpP1/2-Heterokomplexes aus L. monocytogenes gelçst und gewähren in Verbindung mit biochemischen Studien Einblicke in dessen Wirkmechanismus. Die Ergebnisse zeigen, dass die strukturelle Verzahnung von LmClpP1 und LmClpP2 die Bildung eines Heterotetradekamers, Ausrichtung aller 14 aktiven Zentren und eine Steigerung der proteolytischen Aktivität bewirkt. Die katalytischen Zentren wurden zudem als für die transiente Stabilität des Komplexes verantwortlich identifiziert.