Sdsa1

SdsA1 bezeichnet ein im Organismus Pseudomonas Aeruginosa, einem Stäbchenbakterium, vorkommendes Protein, welches zur Gruppe der Sulfatester-spaltenden Enzyme (Sulfatasen) gehört.

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Die Bezeichnung SdsA1 geht darauf zurück, dass das Enzym neben einer Vielzahl von aliphatischen Sulfatestern ebenfalls das stark denaturierende Natriumdodecylsulfat (engl. SDS) abbauen kann. Homologe von SdsA1 werden in vielen pathogenen und einigen nicht-pathogenen Bakterien gefunden. Das Protein gehört zur bis vor kurzem unbekannten dritten Klasse von Sulfatasen, die es Pseudomonas Aeruginosa erlaubt unter bakteriziden Bedingungen überleben zu können. Maßgebliche Aufklärungsarbeit zu Struktur und Reaktionsmechanismus wurde durch Hagelüken et al. betrieben.

Aufbau

Das Protein kommt nativ als symmetrisches Homodimer vor, es kristallisiert in der Raumgruppe P6522. Jedes Monomer besteht aus drei Proteindomänen: der N-terminalen, katalytisch-aktiven Domäne, welche als integralen Bestandteil einen 2-kernigen Zinkcluster besitzt und zur Familie der Metallo-beta-Lactamase Proteinfaltung gehört; einer Dimerisierungsdomäne, die für die Stabilität gegenüber dem bakteriziden SDS verantwortlich ist und einer C-terminalen hydrophoben Domäne.

Reaktionsmechanismus

Die beiden katalytisch aktiven Zinkionen werden durch ein gemeinsames Hydroxylion verbrückt, wobei dieses im Gegensatz zu Phosphatasen höchstwahrscheinlich nicht als Nukleophil fungiert. Als Beweis führen Hagelüken et al. vor allem die ungewöhnlich hohen Abstände zwischen dem direkt gebundenem Hydroxyl und der zu spaltenden Sulfatgruppe an. Als alternatives Nukleophil kann ein zweites Wassermolekül angenommen werden, welches genau zwischen dem direkt gebundenem Hydroxylion und dem Sulfat-Schwefelatom liegt. Dieses wird zusätzlich durch die negativ geladene Aminosäure Glutamat an der Position 299 koordiniert und polarisiert. Dadurch ist die Nukleophilie des zweiten Wassermoleküls groß genug, um den elektrophilen Schwefel anzugreifen. Nach einem trigonal-bipyramidalen Übergangszustand wird der abgehende Alkohol durch die Aminosäure Arginin an der Position 312 protoniert. Damit ist die Spaltung des Sulfatesters zu Sulfat und dem entsprechenden Alkohol beendet und die Katalyse kann von vorn beginnen.

Literatur

• Hagelüken et al. PNAS.2006; 103: 7631-7636