Purification, characterization and structural determination of UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase produced by Moniliophthora perniciosa

The enzyme UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase (PyroMp) from Moniliophthora perniciosa (CCMB 0257), a pathogenic fungal strain and the causative agent of the witches' broom disease in Theobroma cacao, was partially purified by precipitation with ammonium sulfate and gel filtration on Sephacryl S-200. The buffer for enzyme extraction was sodium phosphate, 0.050 mol L-1, pH 7.0, containing 1.0 mol L-1 NaCl. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimum pH and temperature conditions. Four different isoenzymes (PyroMp I, PyroMp II, PyroMp III and PyroMp IV) were obtained with optimal pH ranging from 6.9-8.4 and optimum temperature ranging from 28 to 68 °C. The 3D structure of pyrophosphorylase of M. perniciosa was determined by comparative modeling. The model obtained showed a good quality, possessing 78.6% of amino acids in energetically allowed regions. The model was then submitted for DM simulation and showed a good geometric quality (91.1% Ramachandran plot). The active site of the enzyme was found to be extremely well conserved. This model will be useful for developing new inhibitors against witches' broom disease22610151023CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESFINANCIADORA DE ESTUDOS E PROJETOS - FINEPFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DA BAHIA - FAPESBFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPsem informaçãoA enzima UDP-N-acetilglicosamina pirofosforilase de Moniliophthora perniciosa (CCMB 0257), o fungo patogênico causador da doença vassoura-de-bruxa do Theobroma cacao, foi parcialmente purificada por precipitação com sulfato de amônio e cromatografia de gel filtração em Sephacryl S-200. O tampão de extração da enzima foi o fosfato de sódio, 0,050 mol L-1, pH 7,0, contendo 1,0 mol L-1 de NaCl. A metodologia de superfície de resposta (MSR) foi usada para a obtenção do pH e temperatura ótima. Os resultados mostraram quatro diferentes isoenzimas (PyroMp I, PyroMp II, PyroMp III e PyroMp IV) que apresentaram pH ótimo na faixa de 6,9-8,4 e temperatura ótima variando entre 28 a 68 °C. A estrutura 3D de pirofosforilase de M. perniciosa foi obtida por modelagem comparativa. O modelo obtido mostrou uma boa qualidade, possuindo 78,6% de aminoácidos nas regiões energeticamente favoráveis. O modelo foi então submetido a simulações de dinâmica molecular (DM). O modelo apresentou uma boa qualidade geométrica após as simulações de DM (91,1% -gráfico de Ramachandran). A procura pelo sítio ativo da enzima mostrou que este é mantido extremamente conservado. Este modelo pode ser útil para desenvolvimento de inibidores contra a doença vassoura de brux

Purification, characterization and structural determination of UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase produced by Moniliophthora perniciosa

The enzyme UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase (PyroMp) from Moniliophthora perniciosa (CCMB 0257), a pathogenic fungal strain and the causative agent of the witches' broom disease in Theobroma cacao, was partially purified by precipitation with ammonium sulfate and gel filtration on Sephacryl S-200. The buffer for enzyme extraction was sodium phosphate, 0.050 mol L-1, pH 7.0, containing 1.0 mol L-1 NaCl. Response surface methodology (RSM) was used to determine the optimum pH and temperature conditions. Four different isoenzymes (PyroMp I, PyroMp II, PyroMp III and PyroMp IV) were obtained with optimal pH ranging from 6.9-8.4 and optimum temperature ranging from 28 to 68 °C. The 3D structure of pyrophosphorylase of M. perniciosa was determined by comparative modeling. The model obtained showed a good quality, possessing 78.6% of amino acids in energetically allowed regions. The model was then submitted for DM simulation and showed a good geometric quality (91.1% Ramachandran plot). The active site of the enzyme was found to be extremely well conserved. This model will be useful for developing new inhibitors against witches' broom disease.A enzima UDP-N-acetilglicosamina pirofosforilase de Moniliophthora perniciosa (CCMB 0257), o fungo patogênico causador da doença vassoura-de-bruxa do Theobroma cacao, foi parcialmente purificada por precipitação com sulfato de amônio e cromatografia de gel filtração em Sephacryl S-200. O tampão de extração da enzima foi o fosfato de sódio, 0,050 mol L-1, pH 7,0, contendo 1,0 mol L-1 de NaCl. A metodologia de superfície de resposta (MSR) foi usada para a obtenção do pH e temperatura ótima. Os resultados mostraram quatro diferentes isoenzimas (PyroMp I, PyroMp II, PyroMp III e PyroMp IV) que apresentaram pH ótimo na faixa de 6,9-8,4 e temperatura ótima variando entre 28 a 68 °C. A estrutura 3D de pirofosforilase de M. perniciosa foi obtida por modelagem comparativa. O modelo obtido mostrou uma boa qualidade, possuindo 78,6% de aminoácidos nas regiões energeticamente favoráveis. O modelo foi então submetido a simulações de dinâmica molecular (DM). O modelo apresentou uma boa qualidade geométrica após as simulações de DM (91,1% -gráfico de Ramachandran). A procura pelo sítio ativo da enzima mostrou que este é mantido extremamente conservado. Este modelo pode ser útil para desenvolvimento de inibidores contra a doença vassoura de bruxa.FINEPCoordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)CNPqFAPESBFIOCRUZ - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia UEF