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Substrate specificity of Pasteurella multocida toxin for α subunits of heterotrimeric G proteins.
Orth, Joachim H C; Fester, Ines; Siegert, Peter; Weise, Markus; Lanner, Ulrike; Kamitani, Shigeki; Tachibana, Taro; Wilson, Brenda A; Schlosser, Andreas; Horiguchi, Yasuhiko; Aktories, Klaus.
Afiliación
  • Orth JH; Institut für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburg, Germany. joachim.orth@pharmakol.uni-freiburg.de
FASEB J ; 27(2): 832-42, 2013 Feb.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-23150526
Pasteurella multocida is the causative agent of a number of epizootic and zoonotic diseases. Its major virulence factor associated with atrophic rhinitis in animals and dermonecrosis in bite wounds is P. multocida toxin (PMT). PMT stimulates signal transduction pathways downstream of heterotrimeric G proteins, leading to effects such as mitogenicity, blockade of apoptosis, or inhibition of osteoblast differentiation. On the basis of Gα(i2), it was demonstrated that the toxin deamidates an essential glutamine residue of the Gα(i2) subunit, leading to constitutive activation of the G protein. Here, we studied the specificity of PMT for its G-protein targets by mass spectrometric analyses and by utilizing a monoclonal antibody, which recognizes specifically G proteins deamidated by PMT. The studies revealed deamidation of 3 of 4 families of heterotrimeric G proteins (Gα(q/11), Gα(i1,2,3), and Gα(12/13) of mouse or human origin) by PMT but not by a catalytic inactive toxin mutant. With the use of G-protein fragments and chimeras of responsive or unresponsive G proteins, the structural basis for the discrimination of heterotrimeric G proteins was studied. Our results elucidate substrate specificity of PMT on the molecular level and provide evidence for the underlying structural reasons of substrate discrimination.
Asunto(s)
Proteínas Bacterianas/metabolismo; Proteínas Bacterianas/toxicidad; Toxinas Bacterianas/metabolismo; Toxinas Bacterianas/toxicidad; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP/química; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP/metabolismo; Pasteurella multocida/metabolismo; Pasteurella multocida/patogenicidad; Secuencia de Aminoácidos; Sustitución de Aminoácidos; Animales; Proteínas Bacterianas/genética; Toxinas Bacterianas/genética; Secuencia de Bases; Sitios de Unión; Células Cultivadas; ADN Complementario/genética; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP/deficiencia; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP/genética; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gi-Go/química; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gi-Go/genética; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gi-Go/metabolismo; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gq-G11/química; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gq-G11/genética; Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Gq-G11/metabolismo; Glutamina/química; Células HEK293; Humanos; Ratones; Ratones Noqueados; Datos de Secuencia Molecular; Mutagénesis Sitio-Dirigida; Pasteurella multocida/genética; Fragmentos de Péptidos/química; Fragmentos de Péptidos/genética; Fragmentos de Péptidos/metabolismo; Proteínas Recombinantes de Fusión/química; Proteínas Recombinantes de Fusión/genética; Proteínas Recombinantes de Fusión/metabolismo; Homología de Secuencia de Aminoácido; Transducción de Señal/efectos de los fármacos; Especificidad por Sustrato

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Proteínas Bacterianas / Toxinas Bacterianas / Pasteurella multocida / Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Idioma: En Revista: FASEB J Asunto de la revista: BIOLOGIA / FISIOLOGIA Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania Pais de publicación: Estados Unidos

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Asunto principal: Proteínas Bacterianas / Toxinas Bacterianas / Pasteurella multocida / Subunidades alfa de la Proteína de Unión al GTP Idioma: En Revista: FASEB J Asunto de la revista: BIOLOGIA / FISIOLOGIA Año: 2013 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania Pais de publicación: Estados Unidos