Avaliação do
Você é humano?
8
5
=
Denunciar conteúdo impróprio
Atenção: Todas as denúncias são sigilosas e sua identidade será preservada.
Os campos nome e e-mail são de preenchimento opcional
Regulation of the NAD+ metabolism in bacteria by L-Glutamine, NAD+ and PII proteins&NBSP
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/68531
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Huergo, Luciano Fernandes, 1978- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Forchhammer, Karl, 1959- | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica) | - |
| Autor(es): dc.creator | Santos, Adrian Richard Schenberger, 1991- | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2020-09-24T17:32:54Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2020-09-24T17:32:54Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-09-15 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-09-15 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-09-24 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/68531 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/68531 | - |
| Descrição: dc.description | Orientador: Prof. Dr. Luciano Fernandes Huergo | - |
| Descrição: dc.description | Coorientador: Prof. Dr. Karl Forchhammer | - |
| Descrição: dc.description | Título no termo de aprovação: Regulation of the NAD+ biosynthesis in bacteria by L-Glutamine, NAD+ and PII proteins&NBSP | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências (Bioquímica). Defesa : Curitiba, 14/05/2020 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui referências | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD)+ é um metabólito central que participa das principais reações redox junto com diversas enzimas oxidorredutases. Ainda, NAD+ é usado como substrato por ADP-ribosil transferases, sirtuínas e DNA ligases NAD+- dependentes. A biossíntese de NAD+ é uma das rotas fundamentais de biossíntese e a ubíqua NAD+ sintetase (NadE) catalisa seu último passo. Duas diferentes classes da NadE foram descritas até agora: dimérica com domínio único e dependente de amônio chamada de NadENH3 e a octamérica com dois domínios, um de hidrólise da L-glutamina e outro de síntese do NAD+, chamada de NadEGln. A presença de múltiplas isoformas é relativamente comum em procariotos. Neste trabalho, identificamos um novo grupo de NadE diméricas dependentes de glutamina em bactéria. A determinação da preferência de substrato e a análise estrutural sugerem que as enzimas NadEGln podem constituir intermediários evolutivos entre as NadENH3 diméricas e as NadEGln octaméricas. A caracterização de isoformas adicionais no organismo diazotrófico Azospirillum brasilense junto com a determinação dos níveis de glutamina em resposta ao choque de amônio nos levou a propor um modelo em que essas diferentes isoformas da NadE se tornam ativas de acordo com a disponibilidade de nitrogênio. Isso pode explicar a pressão seletiva que corrobora a coexistência de múltiplas isoformas da NadE em diversos procariotos. Adicionalmente, análise de vizinhança gênica realizada anteriormente indica que o gene nadEGln é frequentemente agrupado com o gene que codifica para as proteínas transdutoras de sinal PII, sugerindo uma relação funcional entre PII e NadE em resposta ao estado nutricional e a razão carbono/nitrogênio na célula bacteriana. Proteínas PII são reguladoras que sinalizam os níveis de energia e de nitrogênio através da ligação dos metabólitos ATP, ADP e 2-oxoglutarato. Para investigar essa hipótese, cromatografia de afinidade e ensaios de interferometria biolayer foram realizados para mostrar que a PII e a NadEGln interagem in vitro. Ensaios de atividade da enzima NadEGln demonstram que a formação do complexo alivia a inibição por retroalimentação negativa do produto da reação, o NAD+. Além do mais, 2- oxoglutarato, um efetor alostérico de PII e indicador do nível de nitrogênio celular, inibiu a formação do complexo PII-NadEGln dentro de níveis fisiológicos. Análise bioinformática sugere que esse mecanismo é conservado em bactérias distantes filogeneticamente. Os resultados dessa tese indicam uma relação funcional entre os efetores de PII ATP, ADP e 2-oxoglutarato e o inibidor da NadEGln, o NAD+, representando um novo eixo de regulação metabólica, que balança os níveis de nitrogênio e carbono. Concluindo, nossas descobertas apontam que PII age como uma subunidade regulatória dissociável da NadEGln, desse modo permitindo o controle da biossíntese de NAD+ de acordo com o estado nutricional da célula bacteriana. Palavras chave: NAD+, metabolismo de NAD+, balanço de nitrogênio, balanço de carbono, ATP, ADP, 2-oxoglutarato, NadE, PII, glutamina. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: NAD+ is a central metabolite participating in core metabolic redox reactions together with several oxidoreductase enzymes. Likewise, NAD+ is used as a substrate by ADPribosyl transferases, sirtuins, and the NAD+-dependent DNA ligase. NAD+ biosynthesis is one of the most fundamental biochemical pathways and the ubiquitous NAD+ synthetase (NadE) catalyzes its final step. Two different classes of NadE have been described to date: dimeric single-domain ammonium-dependent NadENH3 and octameric two-domain glutamine-dependent NadEGln. The presence of multiple NadE isoforms is relatively common in prokaryotes. Here, we identified a novel dimeric group of NadEGln in bacteria. Substrate preferences and structural analyses suggested that dimeric NadEGln enzymes may constitute evolutionary intermediates between dimeric NadENH3 and octameric NadEGln. The characterization of additional NadE isoforms in the diazotrophic bacterium Azospirillum brasilense along with the determination of intracellular glutamine levels in response to an ammonium shock led us to propose a model in which these different NadE isoforms became active accordingly to the availability of nitrogen. These data may explain the selective pressures that support the coexistence of multiple isoforms of NadE in several prokaryotes. Additionally, previous gene neighborhood analysis indicated that bacterial nadEGln gene is frequently clustered with the gene encoding the PII signal transduction proteins, suggesting a functional relationship between these proteins in response to the nutritional status and the carbon/nitrogen ratio of the bacterial cell. PII proteins are regulators that sense energy and nitrogen levels through the binding of the metabolites ATP, ADP, and 2-oxoglutarate. To investigate this hypothesis, ligand-fishing affinity chromatography and a biolayer interferometry assay were performed to show PII and NadEGln interaction in vitro. NadEGln enzyme activity demonstrates that this complex relieves NadEGln from negative feedback inhibition by its product NAD+. Moreover, 2- oxoglutarate, a PII allosteric effector and cellular nitrogen level indicator, inhibited the formation of the PII-NadEGln complex within a physiological range. Bioinformatic analyses suggest that this mechanism is conserved in distantly related bacteria. Our results indicate an interplay between the PII effectors ATP, ADP, and 2-OG, and the NadEGln inhibitor NAD+ that represents a novel metabolic hub, balancing the levels of nitrogen and carbon. Our findings support that PII proteins act as a dissociable regulatory subunit of NadEGln, thereby enabling the control of NAD+ biosynthesis according to the nutritional status of the bacterial cell. Key words: NAD, NAD metabolism, nitrogen balance, carbon balance, ATP, ADP, 2- oxoglutarate, NadE, PII, glutamine | - |
| Descrição: dc.description | ZUSAMMENFASSUNG: NAD+ ist ein zentrales Metabolit, welches zusammen mit mehreren Oxidoreduktase- Enzymen an Kernstoffwechsel-Redox-Reaktionen teilnimmt. Ebenso wird NAD+ von ADP-Ribosyltransferasen, Sirtuinen und der NAD+-abhängigen DNA-Ligase als Substrat verwendet. Die NAD+-Biosynthese ist einer der grundlegendsten biochemischen Wege, in welchem die ubiquitäre NAD+-Synthetase (NadE) den letzten Schritt katalysiert. Bisher wurden zwei verschiedene Klassen von NadE Enzymen beschrieben: NadENH3 - von Ammonium abhängige Dimere mit einer enzymatischen Domäne und NadEGln - von Glutamin abhängige Oktamere mit zwei Domänen. Das Vorhandensein mehrerer NadE-Isoformen ist bei Prokaryonten relativ häufig. In dieser Arbeit wurde eine neue dimere Gruppe von NadEGln Enzymen in Bakterien identifiziert. Substratpräferenzen und Strukturanalysen legen nahe, dass dimere NadEGln-Enzyme evolutionäre Zwischenstufen zwischen dimeren NadENH3 und oktameren NadEGln darstellen. Die Charakterisierung zusätzlicher NadE-Isoformen in dem diazotrophen Bakterium Azospirillum brasilense zusammen mit der Bestimmung des intrazellulären Glutaminspiegels in Reaktion auf einen Ammoniumschock führte uns dazu, ein Modell vorzuschlagen, in dem diese verschiedenen NadE-Isoformen entsprechend der Verfügbarkeit von Stickstoff aktiv werden. Diese Daten können die selektiven Faktoren erklären, die die Koexistenz mehrerer NadE-Isoformen in Prokaryonten hervorgerufen haben. Darüber hinaus deuten Analyse zur genetischen Nachbarschaft darauf hin, dass das bakterielle nadEGln-Gen häufig mit einem Gen geclustert ist, das ein PIISignaltransduktionsprotein kodiert, was auf eine funktionelle Beziehung zwischen diesen Proteinen als Reaktion auf den Ernährungszustand und des Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnisses der Bakterienzelle hindeutet. PII-Proteine sind Regulatoren, die den Energie- und Stickstoffgehalt durch die Bindung der Metaboliten ATP, ADP und 2-Oxoglutarat wahrnehmen. Zur Untersuchung dieser Hypothese wurden "ligand-fishing affinity" Chromatografie und ein "Biolayer interferometry assay" durchgeführt, um PII- und NadEGln-Interaktion in vitro zu zeigen. Die Enzymtests zeigten, dass dieser Komplex NadEGln von der negativen Rückkopplungshemmung durch sein Produkt NAD+ schützt. Darüber hinaus zeigte sich, dass 2-Oxoglutarat, ein allosterischer PII-Effektor und zellulärer Indikator der Stickstoffkonzentration, die Bildung des PII-NadEGln-Komplexes schon in physiologischen Konzentrationen hemmt. Bioinformatische Analysen deuten darauf hin, dass dieser Mechanismus auch in entfernt verwandten Bakterien konserviert ist. Diese Ergebnisse deuten auf ein Zusammenspiel zwischen den PII-Effektormolekülen ATP, ADP und 2-OG und dem NadEGln-Inhibitor NAD+ hin, welches einen neuartigen metabolischen Knotenpunkt im Stickstoff- und Kohlenstoff-Stoffwechsel darstellt. Außerdem weisen die Ergebnisse darauf hin, dass PII-Proteine als eine dissoziierbare regulatorische Untereinheit von NadEGln wirken und dadurch die Steuerung der NAD+-Biosynthese entsprechend dem Ernährungszustand der Bakterienzelle bewerkstelligen. Schlüsselwörter: NAD, NAD-Stoffwechsel, Stickstoffbilanz, Kohlenstoffbilanz, ATP, ADP, 2-Oxoglutarat, NadE, PII, Glutamin. | - |
| Formato: dc.format | 141 p. : il. (algumas color.). | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Metabolismo | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nitrogenio | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Carbono | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Glutamina | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Bioquímica | - |
| Título: dc.title | Regulation of the NAD+ metabolism in bacteria by L-Glutamine, NAD+ and PII proteins&NBSP | - |
| Título: dc.title | Regulation of the NAD+ biosynthesis in bacteria by L-Glutamine, NAD+ and PII proteins&NBSP | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
Não existem arquivos associados a este item.
O Portal eduCAPES é oferecido ao usuário, condicionado à aceitação dos termos, condições e avisos contidos aqui e sem modificações. A CAPES poderá modificar o conteúdo ou formato deste site ou acabar com a sua operação ou suas ferramentas a seu critério único e sem aviso prévio. Ao acessar este portal, você, usuário pessoa física ou jurídica, se declara compreender e aceitar as condições aqui estabelecidas, da seguinte forma:
- O Termo de Uso pode ser modificado pela CAPES a qualquer tempo, sem necessidade de notificação prévia, sendo que tais modificações serão válidas a partir da data de sua veiculação neste portal;
- Para aprovação de cadastro do usuário ao sistema, a CAPES pode requisitar o fornecimento de informações, haja vista a política de segurança adotada, objetivando resguardar a segurança dos usuários nesse ambiente virtual;
- O usuário aceita e declara compreender que, em razão do peculiar ambiente da Internet, a CAPES não poderá garantir que o acesso ao site seja livre de erros ou problemas decorrentes de casos fortuitos, internos ou externos, casos de força maior ou ainda de outros casos não inteiramente sujeitos a controle direto dos administradores do site e, portanto o usuário se obriga a isentar a CAPES de quaisquer reclamações ou indenizações. A CAPES também não se responsabiliza por interrupções, interceptações, invasões, disseminação de vírus ou outros atos ilícitos, típicos e atípicos de ambiente virtual, e de web, dos quais a CAPES não tenha tido intenção deliberada de participar ou praticar;
- O usuário aceita e declara compreender que qualquer texto, marca, áudio, imagem, ou conteúdo veiculados no site são protegidos por direitos de propriedade intelectual o qual deve ser respeitado de acordo com a licença concedida pelo respectivo detentor dos referidos direitos, sob pena de apuração das responsabilidades cabíveis;
-
Desta forma a CAPES se exime de toda e qualquer responsabilidade por eventuais perdas, danos e prejuízos de qualquer natureza decorrentes:
- Do descumprimento da lei, da moral e dos bons costumes, como consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da infração aos direitos de propriedade intelectual e industrial, segredos empresariais, compromissos contratuais de qualquer tipo, direitos à honra, à intimidade pessoal e familiar, à imagem das pessoas, direitos de propriedade e de toda e qualquer natureza pertencentes a um terceiro por consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da falta de veracidade, precisão, exatidão, pertinência e/ou atualidade dos conteúdos;
- Da inadequação para qual seja o propósito, ou da frustração, das expectativas geradas pelos conteúdos;
- Exceto quando mencionado explicitamente, ou quando se tratar de citação de material alheio ou ilustração, nos limites estabelecidos pela Lei 9.610/98, todo o Conteúdo textual original do Portal eduCAPES está disponível livremente para leitura, entre outros direitos, conforme definido na licença Creative Commons;
- A CAPES não se responsabiliza pelos comentários, opiniões, informações, depoimentos, mensagens, vídeos, textos, imagens, áudios ou qualquer outro tipo de conteúdo que sejam, postados, publicados e disponibilizados através do Portal eduCAPES pelos usuários, sendo a responsabilidade civil e criminal atribuída única e exclusivamente ao autor dos comentários, opiniões, informações, ou mensagens. Todo o conteúdo publicado por usuários são de responsabilidade exclusiva dos mesmos e de caráter completamente independente, sendo que todo e qualquer tipo de opinião, ideal e/ou posição expressados não refletem necessariamente o ponto de vista e a posição do Portal eduCAPES e/ou da CAPES. A CAPES se reserva o direito de armazenar as informações destes autores e/ou Usuários, a fim de viabilizar sua identificação;
- O usuário aceita e declara compreender que a CAPES poderá disponibilizar no Portal eduCAPES, links de acesso para outros sites e endereços virtuais administrados, controlados ou operados por terceiros. Qualquer site conectado a partir do eduCAPES não está sob o controle da CAPES;
- A CAPES não assume nenhuma responsabilidade ou obrigação por qualquer informação, comunicação ou material encontrado em tais sites, ou em qualquer site conectado a tais sites. A CAPES não assume qualquer responsabilidade pelos serviços ou funcionalidades ali dispostos, sendo a decisão de utilização e a forma de relacionamento com os mesmos de exclusiva responsabilidade do usuário, que inclusive isenta a CAPES de fiscalizar o conteúdo ou zelar pela integridade de tais sites ou endereços virtuais.
- O usuário aceita e declara compreender que o acesso a determinadas áreas do site será restrito. Para acessá-las, o usuário deverá fazer o login e cadastrar uma senha de acesso. A senha é individual, sigilosa e intransferível, sendo o usuário o único responsável pela guarda da mesma. O usuário assume toda e qualquer responsabilidade pelo mau uso ou pela utilização da senha por terceiros;
- A CAPES reserva o direito de excluir o cadastro, de excluir o material submetido ou proibir o acesso do usuário ao portal eduCAPES no caso de qualquer abuso ou indício de prática ilícita no uso do site ou de qualquer uso não autorizado ou proibido pelo usuário, nos termos da legislação brasileira;
- As condições estabelecidas no Termo de Aceite e Uso do Site são regidas pela lei brasileira. Sob nenhuma circunstância o usuário deverá violar qualquer lei usando o portal eduCAPES para propósitos que incluam, mas não limitados a isso, difamação ou perturbação de outros, violação de direitos de propriedade intelectual ou de terceiros, envio de material obsceno ou ofensivo, vírus, arquivos corrompidos, ou outros programas que poderiam danificar ou alterar este site ou os computadores de empresa ou de terceiros;
- A CAPES reserva o direito de retirar qualquer conteúdo que infrinja a lei, a moral e os bons costumes nos termos da legislação vigente e também na hipótese de o conteúdo não se coadunar com as finalidades educativas do Portal. A CAPES garante o direito de defesa e contraditório dos usuários. O usuário reconhece que o material enviado por terceiros, que não a CAPES, não é endossado pela mesma.
Concordo e desejo baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo