Oenococcus oeni - это ацидофил, осуществляющий малолактозную ферментацию вина. PSU-1 - облигатно гетероферментативная бактерия (в результате брожения образуется несоклько продуктов), в её геноме закодированы все ферменты фосфокетолазного пути. В результате этого пути образуется лактат и этанол. Изготовление вина состоит из нескольких стадий. Первая - это ферментация винограда Saccharomyces, которые специально прививаются ещё до сбора либо присутствуют в винограде и так. Эта первичная ферментация создёт анаэробную среду, которая лимитирует рост других дрожжей, что защищает вино от скисания. Малолактозное брожение - это вторая стадия. Она делает вино более кислым, превращая малат в лактат. В основном вина повышенной кислотности производятся в регионах с холодным климатом. [1]
Лизин-рацемаза Oenococcus oeni изучается в связи с обраружением в вине D-Lys. Рацемазы в целом делятся на две группы: пиридоксаль-5-фосфат-независимые (PLP-independent) и PLP-зависимые. У PLP-зависимых рацемаз прослеживается гомология. У лизин-рацемазы два активных сайта и два связывающих сайта. Из интересного: лизин и аланин-рацемаза имеют очень схожую струтуру, однако аланин-рацемаза может катализировать рацемизацию и аланина, и лизина, а лизин-рацемаза - только лизина. [2]
На анимации 1 показана структура лизин-рацемазы Oenococcus oeni. Зелёные стрелки показывают бета-цепи, зелёные ленты со стрелками - альфа спирали. Всего структура содержит 22 бета-цепи и 18 альфа-спиралей. Также на структуре видны аминокислоты двух связывающих и двух активных сайтов (1 активный сайт: тирозин, 1 связывающий сайт: метионин, 2 активный сайт: лизин и 2 связывающий сайт: аргинин). Структура получена с сайта NCBI и обработана в PyMOL.
При помощи базы данных NCBI мы узнали последовательность белка и основные его характеристики. Поиск производился по индентификатору белка в разделе Protein. Файл с последовательностью был оформлен самостоятельно. Кодировка файла - ASCII, кодировка концов строк - Unix, ширина строки - 60 символов. Основные данные о белке приведены в таблице 1.
Последовательность была получена из базы данных NCBI: скачать файл с последовательностью в формате fasta
Идентификатор белка | ABJ56155.1 |
---|---|
Идентификатор генома | CP000411.1 |
Координаты гена в геноме | 150759..151874 |
Длина гена (п.н.) | 1116 |
Цепь | Прямая |
Длина белка (а.о.) | 371 |
Функция данной конкретной рацемазы ещё не полностью изучена, но в целом лизин-рацемазы вовлечены в катаболизм лизина. В бактериях он протекает двумя путями. Один из них идёт через дельта-аминовалериановую кислоту, другой через рацемизацию лизина. Ключевые метаболиты второго пути - это альфа-аминоадипат (AMA) и L-пипеколат [3]. Из этого следует интересное предположение. Несколько лет назад было показано, что метаболизм лизина и в частности повышенный уровень L-пипеколата делает бактерий более устойчивыми к осмотическому стрессу [4]. Возможно, Oenococcus oeni испытывает в вине осмотический стресс, чем и вызвана высокая специфичность его лизин-рацемазы.
Была получена информация о геномном окружении данного белка, она приведена на рисунке 1. Соседние белки: ацетилтрансфераза (ABJ56154.1, обратная цепь), ферредоксин-НАДФН-редуктаза (ABJ56156.1, прямая цепь). Чуть дальше находятся рибозо-фосфат-пирофосфокиназа (ABJ56153.1, прямая цепь) и белок, содержащий GAF-домен (ABJ56157.1, прямая цепь).