[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/2020\/12\/03\/dd-transpeptidase-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/2020\/12\/03\/dd-transpeptidase-wikipedia\/","headline":"DD-Transpeptidase – Wikipedia","name":"DD-Transpeptidase – Wikipedia","description":"DD-Transpeptidase (EG 3.4.16.4, DD-Peptidase, DD-Transpeptidase, DD-Carboxypeptidase, D-Alanyl-D-Alanin-Carboxypeptidase, D-Alanyl-D-Alanin-spaltende Peptidase, D-Alanin-Carboxypeptidase, D-Alanylcarboxypeptidase, und D-Ala-D-Ala-Carboxypeptidase vom Serintyp.[1]) ist ein bakterielles Enzym, das","datePublished":"2020-12-03","dateModified":"2020-12-03","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/09\/DD-Transpeptidase_mechanism_fixed.png\/501px-DD-Transpeptidase_mechanism_fixed.png","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/09\/DD-Transpeptidase_mechanism_fixed.png\/501px-DD-Transpeptidase_mechanism_fixed.png","height":"411","width":"501"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/2020\/12\/03\/dd-transpeptidase-wikipedia\/","wordCount":5016,"articleBody":"DD-Transpeptidase (EG 3.4.16.4, DD-Peptidase, DD-Transpeptidase, DD-Carboxypeptidase, D-Alanyl-D-Alanin-Carboxypeptidase, D-Alanyl-D-Alanin-spaltende Peptidase, D-Alanin-Carboxypeptidase, D-Alanylcarboxypeptidase, und D-Ala-D-Ala-Carboxypeptidase vom Serintyp.[1]) ist ein bakterielles Enzym, das den Transfer der RL-aca-D-Alanyl-Einheit von RL-aca-D-Alanyl-D-Alanin-Carbonyl-Donoren auf das \u03b3-OH ihres Serins im aktiven Zentrum und von diesem zu einem Endprodukt katalysiert Akzeptor.[2]  Es ist an der Biosynthese der bakteriellen Zellw\u00e4nde beteiligt, n\u00e4mlich an der Transpeptidierung, die die Peptidseitenketten von Peptidoglycanstr\u00e4ngen vernetzt.[3]  Das Antibiotikum Penicillin bindet irreversibel an das Transpeptidaseenzym und hemmt dessen Aktivit\u00e4t, indem es ein hochstabiles Penicilloylenzym-Zwischenprodukt bildet.[4]  Aufgrund der Wechselwirkung zwischen Penicillin und Transpeptidase ist dieses Enzym auch als Penicillin-bindendes Protein (PBP) bekannt.Table of ContentsMechanismus[edit]Struktur[edit]Biologische Funktion[edit]Krankheitsrelevanz[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Mechanismus[edit]Die DD-Transpeptidase \u00e4hnelt mechanistisch den proteolytischen Reaktionen der Trypsin-Proteinfamilie.[5]    Katalytischer Mechanismus der DD-TranspeptidaseDie Vernetzung von Peptidylresten benachbarter Glykanstr\u00e4nge erfolgt in zwei Schritten.  Der erste Schritt beinhaltet die Spaltung der D-Alanyl-D-Alanin-Bindung eines Peptideinheitsvorl\u00e4ufers, der als Carbonyldonor wirkt, die Freisetzung des carboxylterminalen D-Alanins und die Bildung des Acylenzyms.  Der zweite Schritt beinhaltet den Abbau des Acylenzym-Zwischenprodukts und die Bildung einer neuen Peptidbindung zwischen dem Carbonyl der D-Alanyl-Einheit und der Theamino-Gruppe einer anderen Peptideinheit.[6]Die meisten Diskussionen \u00fcber DD-Peptidase-Mechanismen drehen sich um die Katalysatoren des Protonentransfers.  W\u00e4hrend der Bildung des Acylenzym-Zwischenprodukts muss ein Proton von der Serinhydroxylgruppe des aktiven Zentrums entfernt und eines zur Aminabgangsgruppe hinzugef\u00fcgt werden.  Eine \u00e4hnliche Protonenbewegung muss bei der Deacylierung erleichtert werden.  Die Identit\u00e4t der allgemeinen S\u00e4ure- und Basenkatalysatoren, die an diesen Protonentransfers beteiligt sind, wurde noch nicht aufgekl\u00e4rt.[7]  Es wurden jedoch die katalytische Triade Tyrosin, Lysin und Serin sowie Serin, Lysin und Serin vorgeschlagen.[7]Struktur[edit]Transpeptidasen sind Mitglieder der Penicilloyl-Serin-Transferase-Superfamilie, die ein charakteristisches SxxK-konserviertes Motiv aufweist.[8]  Mit “x”, das einen variablen Aminos\u00e4urerest bezeichnet, zeigen die Transpeptidasen dieser Superfamilie einen Trend in Form von drei Motiven: SxxK, SxN (oder Analogon) und KTG (oder Analogon).  Diese Motive treten an \u00e4quivalenten Stellen auf und sind entlang der Polypeptidkette ungef\u00e4hr gleich beabstandet.  Das gefaltete Protein bringt diese Motive im katalytischen Zentrum zwischen einer all-\u03b1-Dom\u00e4ne und einer \u03b1 \/ \u03b2-Dom\u00e4ne nahe beieinander.[9][10]    Mit “x”, das einen variablen Aminos\u00e4urerest bezeichnet, zeigen die Transpeptidasen dieser Superfamilie einen Trend in Form von drei Motiven: SxxK, SxN (oder Analogon) und KTG (oder Analogon).  Diese Motive treten an \u00e4quivalenten Stellen auf und sind entlang der Polypeptidkette ungef\u00e4hr gleich beabstandet.  Das gefaltete Protein bringt diese Motive im katalytischen Zentrum zwischen einer all-\u03b1-Dom\u00e4ne und einer \u03b1 \/ \u03b2-Dom\u00e4ne nahe beieinander.[11][12][13]  Die Struktur der Streptomyces K15 DD-Transpeptidase wurde untersucht und besteht aus einer einzelnen Polypeptidkette, die in zwei Dom\u00e4nen organisiert ist.  Eine Dom\u00e4ne enth\u00e4lt haupts\u00e4chlich \u03b1-Helices und die zweite ist vom \u03b1 \/ \u03b2-Typ.[6]  Das Zentrum der katalytischen Spalte wird von der Ser35-Thr36-Thr37-Lys38-Tetrade besetzt, die den nukleophilen Ser35-Rest am aminoterminalen Ende der Helix \u03b12 enth\u00e4lt.  Eine Seite des Hohlraums ist durch die Ser96-Gly97-Cys98-Schleife definiert, die die Helices \u03b14 und \u03b15 verbindet.  Die Lys213-Thr214-Gly215-Triade liegt am Strang \u03b23 auf der gegen\u00fcberliegenden Seite des Hohlraums.  Die NH-R\u00fcckgratgruppe des essentiellen Ser35-Rests und die von Ser216 stromabw\u00e4rts des Motivs Lys213-Thr214-Gly215 besetzen Positionen, die mit der f\u00fcr die Katalyse erforderlichen Oxyanion-Loch-Funktion kompatibel sind.[6]Das Enzym wird als DD-Transpeptidase klassifiziert, da sich die anf\u00e4llige Peptidbindung des Carbonyldonors zwischen zwei Kohlenstoffatomen mit der D-Konfiguration erstreckt.[6]Biologische Funktion[edit]Alle Bakterien besitzen mindestens eine, meist mehrere monofunktionelle Serin-DD-Peptidasen.[2]Krankheitsrelevanz[edit]  Die strukturelle \u00c4hnlichkeit zwischen (A) D-Ala-D-Ala-Terminus des Peptidoglycan-Terminus und (B) Penicillinen.  Transpeptidasen erkennen Penicilline f\u00fcr die katalytische TPase-Reaktion falsch.Dieses Enzym ist ein ausgezeichnetes Wirkstoffziel, da es essentiell ist, vom Periplasma aus zug\u00e4nglich ist und in S\u00e4ugetierzellen kein \u00c4quivalent aufweist.  DD-Transpeptidase ist das Zielprotein von \u03b2-Lactam-Antibiotika (z. B. Penicillin). Dies liegt daran, dass die Struktur des \u03b2-Lactams dem D-ala-D-ala-Rest sehr \u00e4hnlich ist.\u03b2-Lactame \u00fcben ihre Wirkung aus, indem sie die katalytische Stelle der Serin-DD-Transpeptidase kompetitiv inaktivieren.  Penicillin ist ein cyclisches Analogon der D-Ala-D-Ala-terminierten Carbonyldonoren. In Gegenwart dieses Antibiotikums stoppt die Reaktion daher auf der Ebene des Serinester-gebundenen Penicilloyl-Enzyms.[14]  Somit zwingen \u03b2-Lactam-Antibiotika diese Enzyme, sich wie Penicillin-bindende Proteine \u200b\u200bzu verhalten.[15]Kinetisch ist die Wechselwirkung zwischen der DD-Peptidase und Beta-Lactamen eine dreistufige Reaktion:E.+ich\u21ccE.\u22c5ich\u2192E.– –ich\u2217\u2192E.+P.{ displaystyle E + I  rightleftharpoons E  cdot I  rightarrow EI *  rightarrow E + P}[15]Beta-Iactame k\u00f6nnen mit DD-Transpeptidase ein Addukt EI * von hoher Stabilit\u00e4t bilden.  Die Halbwertszeit dieses Addukts betr\u00e4gt etwa Stunden, w\u00e4hrend die Halbwertszeit der normalen Reaktion in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von Millisekunden liegt.[8]Die St\u00f6rung der Enzymprozesse, die f\u00fcr die Zellwandbildung verantwortlich sind, f\u00fchrt zu Zelllyse und zum Tod aufgrund der Ausl\u00f6sung des autolytischen Systems in den Bakterien.[16]Siehe auch[edit]Verweise[edit]^ EC3.4.16.4 D-Ala-D-Ala-Carboxypeptidase vom Serintyp. Enzymstrukturdatenbank.  Archiviert von das Original am 17. Mai 2006.  Abgerufen 26. Februar 2006.^ ein b Grandchamps J., Nguyen-Dist\u00e8che M., Damblon C., Fr\u00e8re J. M., Ghuysen J. M. (1995). Streptomyces K15 Serin-DD-Transpeptidase im aktiven Zentrum: Spezifit\u00e4tsprofil f\u00fcr Peptid-, Thiolester- und Estercarbonyldonoren und Wege der Transferreaktionen. Biochem J..  307 (Pt 2) (2): 335\u20139.  doi:10.1042 \/ bj3070335.  PMC 1136653.  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Journal of Molecular Biology. 254 (2): 223\u201336.  doi:10.1006 \/ jmbi.1995.0613.  PMID 7490745.^ Kelly JA, Kuzin AP, Charlier P., Fonz\u00e9 E. (April 1998). “R\u00f6ntgenuntersuchungen von Enzymen, die mit Penicillinen interagieren”. Zellul\u00e4re und molekulare Biowissenschaften (Eingereichtes Manuskript). 54 (4): 353\u20138.  doi:10.1007 \/ s000180050163.  hdl:2268\/77968.  PMID 9614972.^ Nguyen-Dist\u00e8che M., Leyh-Bouille M., Ghuysen J. M. (Oktober 1982). Isolierung des membrangebundenen 26 000-Mr-Penicillin-bindenden Proteins des Streptomyces-Stammes K15 in Form einer Penicillin-sensitiven D-Alanyl-D-Alanin-spaltenden Transpeptidase. The Biochemical Journal. 207 (1): 109\u201315.  doi:10.1042 \/ bj2070109.  PMC 1153830.  PMID 7181854.^ ein b Ghuysen JM, Fr\u00e8re JM, Leyh-Bouille M., Nguyen-Dist\u00e8che M., Coyette J., Dusart J., Joris B., Duez C., Dideberg O., Charlier P. (1984).  “Bakterienwandpeptidoglycan, DD-Peptidasen und Beta-Lactam-Antibiotika”. Skandinavisches Journal f\u00fcr Infektionskrankheiten.  Nachtrag. 42: 17\u201337.  PMID 6597561.^ Spratt BG (Mai 1983). “Penicillin-bindende Proteine \u200b\u200bund die Zukunft der Beta-Lactam-Antibiotika. The Seventh Fleming Lecture”. Journal of General Microbiology. 129 (5): 1247\u201360.  doi:10.1099 \/ 00221287-129-5-1247.  PMID 6352855.Externe Links[edit]"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki5\/2020\/12\/03\/dd-transpeptidase-wikipedia\/#breadcrumbitem","name":"DD-Transpeptidase – Wikipedia"}}]}]