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MilliporeSigma

Enzymatic properties and substrate specificity of a bacterial phosphatidylcholine synthase.

The FEBS journal (2014-06-17)
Meriyem Aktas, Stefan Köster, Sarah Kizilirmak, Javier C Casanova, Heidi Betz, Christiane Fritz, Roman Moser, Özkan Yildiz, Franz Narberhaus
RÉSUMÉ

Phosphatidylcholine (PC) is a rare membrane lipid in bacteria, but is crucial for virulence of the plant pathogen Agrobacterium tumefaciens and various other pathogens. Agrobacterium tumefaciens uses two independent PC biosynthesis pathways. One is dependent on the integral membrane protein PC synthase (Pcs), which catalyzes the conversion of cytidine diphosphate-diacylglycerol (CDP-DAG) and choline to PC, thereby releasing a cytidine monophosphate (CMP). Here, we show that Pcs consists of eight transmembrane segments with its N- and C-termini located in the cytoplasm. A cytoplasmic loop between the second and third membrane helix contains the majority of the conserved amino acids of a CDP-alcohol phosphotransferase motif (DGX2 ARX12 GX3 DX3 D). Using point mutagenesis, we provide evidence for a crucial role of this motif in choline binding and enzyme activity. To study the catalytic features of the enzyme, we established a purification protocol for recombinant Pcs. The enzyme forms stable oligomers and exhibits broad substrate specificity towards choline derivatives. The presence of CDP-DAG and manganese is a prerequisite for cooperative binding of choline. PC formation by Pcs is reversible and proceeds via two successive reactions. In a first choline- and manganese-independent reaction, CDP-DAG is hydrolyzed releasing a CMP molecule. The resulting phosphatidyl intermediate reacts with choline in a second manganese-dependent step to form PC. Pcs and Pcs bind by molecular sieving (1, 2, 3).

MATÉRIAUX
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Sigma-Aldrich
Acétonitrile, suitable for HPLC, gradient grade, ≥99.9%
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Sigma-Aldrich
Acide acétique, glacial, ACS reagent, ≥99.7%
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Acétonitrile, HPLC Plus, ≥99.9%
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Phosphate de potassium monobasic, ACS reagent, ≥99.0%
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Acide acétique, glacial, ReagentPlus®, ≥99%
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Chloroforme, contains 100-200 ppm amylenes as stabilizer, ≥99.5%
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Chloroforme, HPLC Plus, for HPLC, GC, and residue analysis, ≥99.9%, contains amylenes as stabilizer
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Chloroforme, suitable for HPLC, ≥99.8%, contains 0.5-1.0% ethanol as stabilizer
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Sigma-Aldrich
1-Propanol, suitable for HPLC, ≥99.9%
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Chloroforme, contains ethanol as stabilizer, ACS reagent, ≥99.8%
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Acétonitrile, ACS reagent, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Phosphate de potassium monobasic, powder, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, suitable for plant cell culture, ≥99.0%
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Acétonitrile, suitable for HPLC, gradient grade, ≥99.9%
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Acide acétique, glacial, ≥99.99% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
Chlorure de choline, ≥98%
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Sigma-Aldrich
Acide acétique solution, suitable for HPLC
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Sigma-Aldrich
Chloroforme, contains amylenes as stabilizer, ACS reagent, ≥99.8%
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Sigma-Aldrich
Chloroforme, ReagentPlus®, ≥99.8%, contains 0.5-1.0% ethanol as stabilizer
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Sigma-Aldrich
Chlorure de choline, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥98%
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Sigma-Aldrich
2-Dimethylaminoethanol, ≥99.5%
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Sigma-Aldrich
Phosphate de potassium monobasic, for molecular biology, ≥98.0%
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Sigma-Aldrich
Chlorure de choline, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Chloroforme, ACS spectrophotometric grade, ≥99.8%, contains 0.5-1.0% ethanol as stabilizer
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Sigma-Aldrich
Acide acétique, for luminescence, BioUltra, ≥99.5% (GC)
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Sigma-Aldrich
Acétonitrile, biotech. grade, ≥99.93%
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