Proteomic protease specificity profiling of clostridial collagenases reveals their intrinsic nature as dedicated degraders of collagen
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Notice bibliographique
Résumé
Clostridial collagenases are among the most efficient degraders of collagen. Most clostridia are saprophytes and secrete proteases to utilize proteins in their environment as carbon sources; during anaerobic infections, collagenases play a crucial role in host colonization. Several medical and biotechnological applications have emerged utilizing their high collagenolytic efficiency. However, the contribution of the functionally most important peptidase domain to substrate specificity remains unresolved. We investigated the active site sequence specificity of the peptidase domains of collagenase G and H from Clostridium histolyticum and collagenase T from Clostridium tetani. Both prime and non-prime cleavage site specificity were simultaneously profiled using Proteomic Identification of protease Cleavage Sites (PICS), a mass spectrometry-based method utilizing database searchable proteome-derived peptide libraries. For each enzyme we identified >100 unique-cleaved peptides, resulting in robust cleavage logos revealing collagen-like specificity patterns: a strong preference for glycine in P3 and P1', proline at P2 and P2', and a slightly looser specificity at P1, which in collagen is typically occupied by hydroxyproline. This specificity for the classic collagen motifs Gly-Pro-X and Gly-X-Hyp represents a remarkable adaptation considering the complex requirements for substrate unfolding and presentation that need to be fulfilled before a single collagen strand becomes accessible for cleavage. BIOLOGICAL SIGNIFICANCE: We demonstrate the striking sequence specificity of a family of clostridial collagenases using proteome derived peptide libraries and PICS, Proteomic Identification of protease Cleavage Sites. In combination with the previously published crystal structures of these proteases, our results represent an important piece of the puzzle in understanding the complex mechanism underlying collagen hydrolysis, and pave the way for the rational design of specific test substrates and selective inhibitors. This article is part of a Special Issue entitled: Can Proteomics Fill the Gap Between Genomics and Phenotypes?
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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