Effect of Nε-acetylation on the Enzymatic Activity of Escherichia coli Glyceraldehyde-3-phosphate Dehydrogenase

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The regulation of cellular metabolism is a topic of interest for both fundamental and applied science, as the findings can be used in various biotechnological industries. One of the universal regulatory mechanisms that affects most cellular processes is the acetylation of lysine residues in central metabolic enzymes, such as glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. In this work, we investigated the effect of acetylation and deacetylation on the activity of both wild type and mutant E. coli glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. We found that in vitro acetylation of wild-type GAPDH by PatZ acetyltransferase increased its enzymatic activity by twofold, while subsequent deacetylation restored the activity to initial level. For mutant forms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, we demonstrated that the introduction of additional acetylation sites due to mutations altered the impact of acetylation/deacetylation processes on glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity. Our data suggest a re-evaluation of the role of acetylation in regulating glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase activity and its involvement in E. coli metabolism.

About the authors

N. S. Plekhanova

Federal Research Centre «Fundamentals of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: plekhanovans@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

I. B. Altman

MIREA – Russian Technological University

Email: plekhanovans@mail.ru
Russia, 119454, Moscow

M. S. Yurkova

Federal Research Centre «Fundamentals of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhanovans@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

A. N. Fedorov

Federal Research Centre «Fundamentals of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhanovans@mail.ru
Russia, 119071, Moscow

References

  1. Kuhn M.L., Zemaitaitis B., Hu L.I., Sahu A., Sorensen D., Minasov G. et al. //PLoS ONE. 2014. V. 9. № 4. P. e94816. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094816
  2. Wang Q., Zhang Y., Yang C., Xiong H., Lin Y., Yao J. et al. // Science. 2010. V. 327. P. 1004–1007.
  3. Verdin E., Ott M. //Molecular Cell. 2013. T. 51. № 2. C. 132–134.
  4. Slivinskaya E.A., Plekhanova N.S., Altman I.B., Yampolskaya T.A. // Microorganisms. 2022. V. 10. P. 976.https://doi.org/10.3390/microorganisms10050976
  5. Schilling B., Basisty N., Christensen D.G., Sorensen D., Orr J.S., Wolfe A.J. et al. //J. Bacteriol. 2019. V. 201. № 9. https://doi.org/10.1128/JB.00768-18
  6. Castaño-Cerezo S., Bernal V., Post H., Fuhrer T., Cappadona S., Sánchez-Díaz N.C. et al. //Molecular Systems Biology. 2014. V. 10. P. 762. https://doi.org/10.15252/msb.20145227
  7. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd. ed. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 1625 p.
  8. Thomason L.C., Costantino N., Court D.L. //CP Molecular Biology. 2007. V. 79. https://doi.org/10.1002/0471142727.mb0117s79
  9. Datsenko K.A., Wanner B.L. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 6640–6645.
  10. Lamed R., Zeikus J.G. // J Bacteriol. 1980. V. 141. P. 1251–1257.
  11. Laemmli U.K. //Nature. 1970. V. 227. P. 680–685.
  12. Song L., Wang G., Malhotra A., Deutscher M.P., Liang W. // Nucleic Acids Res. 2016. V. 44. P. 1979–1988.
  13. Wittig I., Karas M., Schägger H. // Molecular & Cellular Proteomics. 2007. V. 6. P. 1215–1225.
  14. Zhou X., Zheng W., Li Y., Pearce R., Zhang C., Bell E.W. et al. // Nat Protoc. 2022. V. 17. № 10. P. 2326–2353.
  15. Brooks B.R., Bruccoleri R.E., Olafson B.D., States D.J., Swaminathan S., Karplus M. // J. Comput. Chem. 1983. V. 4. P. 187–217.
  16. Bikadi Z., Hazai E. // J. Cheminform. 2009. V. 1. P. 15. https://doi.org/10.1186/1758-2946-1-15
  17. Halgren T.A. // Encyclopedia of Computational Chemistry. UK: John Wiley & Sons, 2002. https://doi.org/10.1002/0470845015.cma012m
  18. Xia L., Kong X., Song H., Han Q., Zhang S. // Plant Communications. 2022. V. 3. P. 100266. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2021.100266
  19. Okanishi H., Kim K., Masui R., Kuramitsu S. // J. Proteome Res. 2013. V. 12. P. 3952–3968.
  20. Smith K., Shen F., Lee H.J., Chandrasekaran S. // iScience. 2022. V. 25. P. 103730. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103730
  21. Ketema E.B., Lopaschuk G.D. // Front. Cardiovasc. Med. 2021. V. 8. P. 723996. https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.723996
  22. Li T., Liu M., Feng X., Wang Z., Das I., Xu Y. et al. // J. Biol. Chem. 2014. V. 289. P. 3775–3785.
  23. Ventura M., Mateo F., Serratosa J., Salaet I., Carujo S., Bachs O. et al. // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2010. V. 42. P. 1672–1680.
  24. Zhang H., Zhao Y., Zhou D.X. // Nucleic Acids Research. 2017. V. 45. P. 12241–12255.
  25. Baba T., Ara T., Hasegawa M., Takai Y., Okumura Y., Baba M., Datsenko K.A. et al. // Molecular Systems Biology. 2006. V. 2. P. 2006. https://doi.org/10.1038/msb4100050
  26. Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.-M., Brenner S.E. // Genome Res. 2004. V. 14. P. 1188–1190.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (101KB)
3.

Download (685KB)
4.

Download (445KB)

Copyright (c) 2023 Н.С. Плеханова, И.Б. Альтман, М.С. Юркова, А.Н. Федоров

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».