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Proximity-dependent biotin identification links cholesterol catabolism with branched-chain amino acid degradation in Mycobacterium smegmatis.

近接依存性ビオチン標識はMycobacterium smegmatisにおけるコレステロール異化と分岐鎖アミノ酸分解の関連を明らかにする (機械翻訳の邦題)

FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology2023Veyron-Churlet R, Lecher S, Lacoste AS, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象動物

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
動物
出版年
2023
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

結核菌の病原性に重要なコレステロール異化経路の分子パートナーを探索するため、Mycobacterium smegmatisにおいてBirAを用いた近接依存性ビオチン標識(BioID)法を適用した。富栄養培地ではBirA-HsaD融合タンパク質が内在性のHsaCを捕捉し、本手法の有効性が確認された。化学定義培地では、HsaCとHsaDはBkdA、BkdB、BkdC、MSMEG_1634と相互作用した。BkdA、BkdB、BkdCは分岐鎖アミノ酸分解に関与し、コレステロールと分岐鎖アミノ酸の異化はともにプロピオニルCoAを生成するため、この相互作用は毒性代謝物の細胞質への拡散を防ぐ区画化を示唆する。さらに、未知機能タンパク質MSMEG_1634とMSMEG_6518の相互作用ネットワークも解明された。BioIDは代謝経路間の関連を解明し、新規抗結核薬標的の同定に有用である。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Cholesterol is a crucial component in Mycobacterium tuberculosis virulence as it is required for phagocytosis of mycobacteria by macrophages. In addition, the tubercle bacilli can grow using cholesterol as the sole carbon source. Thus, cholesterol catabolism represents a valuable target for the development of new antitubercular drugs. However, the molecular partners of cholesterol catabolism remain elusive in mycobacteria. Here, we focused on HsaC and HsaD, enzymes involved in two consecutive steps of cholesterol ring degradation and identified putative partners, using a BirA-based proximity-dependent biotin identification (BioID) approach in Mycobacterium smegmatis. In rich medium, the fusion protein BirA-HsaD was able to fish the endogenous cognate HsaC, thus validating this approach to study protein-protein interactions and to infer metabolic channeling of cholesterol ring degradation. In chemically defined medium, both HsaC and HsaD interacted with four proteins, BkdA, BkdB, BkdC, and MSMEG_1634. BkdA, BkdB, and BkdC are enzymes that participate in the degradation of branched-chain amino acids. As cholesterol and branched-chain amino acid catabolism both generate propionyl-CoA, which is a toxic metabolite for mycobacteria, this interconnection suggests a compartmentalization to avoid dissemination of propionyl-CoA into the mycobacterial cytosol. Moreover, the BioID approach allowed us to decipher the interactome of MSMEG_1634 and MSMEG_6518, two proteins of unknown function, which are proximal to the enzymes involved in cholesterol and branched-chain amino acid catabolism. In conclusion, BioID is a powerful tool to characterize protein-protein interactions and to decipher the interconnections between different metabolic pathways, thereby facilitating the identification of new mycobacterial targets.

MeSH

Amino Acids, Branched-ChainAnimalsBacterial ProteinsBiotinCholesterolMycobacterium smegmatisMycobacterium tuberculosis

DOI 10.1096/fj.202202018rr

PMID 37331005

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