Identification of an archaeal alpha-L-fucosidase encoded by an interrupted gene. Production of a functional enzyme by mutations mimicking programmed -1 frameshifting. (Articolo in rivista)

Type
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  • Identification of an archaeal alpha-L-fucosidase encoded by an interrupted gene. Production of a functional enzyme by mutations mimicking programmed -1 frameshifting. (Articolo in rivista) (literal)
Anno
  • 2003-01-01T00:00:00+01:00 (literal)
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  • Cobucci-Ponzano B., Trincone A., Giordano A., Rossi M., Moracci M. (2003)
    Identification of an archaeal alpha-L-fucosidase encoded by an interrupted gene. Production of a functional enzyme by mutations mimicking programmed -1 frameshifting.
    (literal)
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  • Cobucci-Ponzano B., Trincone A., Giordano A., Rossi M., Moracci M. (literal)
Pagina inizio
  • 14622 (literal)
Pagina fine
  • 14631 (literal)
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  • L’enzima identificato in questo lavoro e la cui caratterizzazione è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista internazionale J.of Biological Chemistry rappresenta a tutt’oggi l’unica alpha-fucosidasi identificata in un archaeobatterio. L’enzima sintetico ottenuto a partire da open reading frames (ORF) separate da uno scivolamento della fase di lettura apre una finestra sulla possibilità della presenza del meccanismo di regolazione dell’espressione genica noto come frameshifting programmato –1 negli Archaea. Inoltre, il metodo utilizzato per l’ottenimento dell’enzima sintetico dalle due ORF è stato brevettato nel 2002 (RM2002A000550 del 31/10/02). Infine, questi dati sono stati oggetto delle presentazione orale di Beatrice Cobucci-Ponzano “Genomic and mutational analyses reveal that the first archaeal alpha-L-fucosidase is putatively regulated by programmed –1 frameshifting” nell’ambito del convegno “5th Carbohydrate Bioengineering Meeting” Olanda 6-9 April 2003. Impact Factor 7.258. (literal)
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  • 278 (literal)
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  • La pubblicazione descrive l’identificazione e la caratterizzazione della prima alpha-L-fucosidasi identificata in un Archaeon. L’analisi del genoma dell’archeobatterio ipertermofilo Sulfolobus solfataricus ha rivelato la presenza di due open reading frames (ORF), separate da un frameshift –1, codificanti per i frammenti N- e C-terminali di un’alpha-L-fucosidasi. L’analisi della regione di sovrapposizione tra le due ORF ha mostrato la presenza della sequenza consenso per il meccanismo di regolazione traduzionale noto come frameshifting programmato di tipo –1. L’inserimento di due mutazioni specifiche nella regione di sovrapposizione e che mimano l’evento di frameshifting programmato ha permesso l’espressione, in Escherichia coli, di un’alpha-L-fucosidasi ricombinante termofilica e termostabile (Ssalpha-fuc). Questo suggerisce che in vivo l’espressione dell’enzima potrebbe essere regolata dal frameshifting programmato ed è la prima evidenza della presenza di questo meccanismo di regolazione dell’espressione genica negli Archaea. Ssalpha-fuc mostra un’alta specificità per i substrati contenti fucosio ed è in grado di funzionare in reazioni di trans-glicosilazione. L’analisi dei prodotti di fucosilazione di questo enzima ha permesso di assegnare, per la prima volta, il meccanismo di reazione di tipo retaining a tutti gli enzimi appartenenti alla famiglia 29 delle glicosil-idrolasi. (literal)
Note
  • ISI Web of Science (WOS) (literal)
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  • CNR (literal)
Titolo
  • Identification of an archaeal alpha-L-fucosidase encoded by an interrupted gene. Production of a functional enzyme by mutations mimicking programmed -1 frameshifting. (literal)
Abstract
  • The analysis of the complete genome of the thermoacidophilic Archaeon Sulfolobus solfataricus revealed two open reading frames (ORF), named SSO11867 and SSO3060, interrupted by a -1 frameshift and encoding for the N- and the C-terminal fragments, respectively, of an alpha-l-fucosidase. We report here that these ORFs are actively transcribed in vivo, and we confirm the presence of the -1 frameshift between them at the cDNA level, explaining why we could not find alpha-fucosidase activity in S. solfataricus extracts. Detailed analysis of the region of overlap between the two ORFs revealed the presence of the consensus sequence for a programmed -1 frameshifting. Two specific mutations, mimicking this regulative frameshifting event, allow the expression, in Escherichia coli, of a fully active thermophilic and thermostable alpha-l-fucosidase (EC ) with micromolar substrate specificity and showing transfucosylating activity. The analysis of the fucosylated products of this enzyme allows, for the first time, assigning a retaining reaction mechanism to family 29 of glycosyl hydrolases. The presence of an alpha-fucosidase putatively regulated by programmed -1 frameshifting is intriguing both with respect to the regulation of gene expression and, in post-genomic era, for the definition of gene function in Archaea. (literal)
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