Aktivierung von Transglutaminase von Streptomyces mobaraensis und ihre Regulation

Streptomyces mobaraensis sekretiert eine Ca2+-unabhängige Transglutaminase (TGase), die durch proteolytische Entfernung eines N-terminalen Peptides vom Vorläuferprotein aktiviert wird. Die aktivierende Protease konnte jedoch nicht in Submers-Kulturen nachgewiesen werden. In einem neuen Versuch wurde der Mikroorganismus auf einem nährstoffarmen Medium kultiviert. Mehrere Proteasen konnten mit dieser Methode von diesen Oberflächenkulturen extrahiert werden. Unter denen befand sich die Transglutaminase aktivierende Metalloprotease (TAMEP). Die TAMEP wurde durch DEAE- und Arg-Sepharose-Chromatographie gereinigt und dazu genutzt die Spaltstelle im Aktivierungsbereich der TGase zu bestimmen. Die TGase wurde durch die Hydrolyse der Peptidbindung zwischen Phe(-4) und Ser(-5) aktiviert, was darauf hindeutet, dass zumindest eine weitere Peptidase für die vollständige TGase-Prozessierung notwendig ist. Die N-terminale Sequenzanalyse der TAMEP zeigte, dass diese Protease eine nahe Verwandtschaft zu einer Zinkmetalloprotease von S. griseus aufweist. Diese Protease unterscheidet sich von Mitgliedern der M4-Proteasenfamilie, wie Thermolysin, indem sie durch den Streptomyces Subtilisin-Inhibitor (SSI), ein bekannter Serinproteaseinhibitor, gehemmt werden kann. Ein aus dem Kulturmedium von Streptomyces mobaraensis gereinigtes SSI-artiges Polypeptid war ebenfalls in der Lage die TAMEP in nahezu äquimolaren Mengen zu inhibieren, was auf eine wichtige Funktion dieses Inhibitors bei der Regulation der TGase-Aktivität hindeutet.

Streptomyces mobaraensis secretes a Ca2+ independent transglutaminase (TGase) that is activated by removing an N-terminal peptide from a precursor protein. However, the activating protease of submerged colonies cultured in a complex medium could not be determined. In a new approach, the micro-organism was allowed to grow on a nutrient deficient medium. Several proteases from surface colonies were extracted, among them the TGase activating protease (TAMEP). TAMEP was purified by sequential chromatography on DEAE- and Arg-Sepharose and used to determine the cleavage site of TGase. TGase was activated by hydrolyzing the peptide bond between Phe(?4) and Ser(-5) indicating that at least one additional peptidase is necessary to complete TGase processing. Sequence analysis from the N-terminus of TAMEP revealed the close relationship to a zinc endo-protease from S. griseus. The S. griseus protease differs from other members of the M4 protease family, such as thermolysin, in that it may be inhibited by Streptomyces subtilisin inhibitor (SSI), a known serine protease inhibitor. An SSI-like polypeptide purified from liquid cultures of S. mobaraensis likewise inhibits TAMEP in approximately equimolar concentrations, suggesting its important role in regulating TGase activity.