Каталаза-пероксидаза StKatG является бактериальной марганецоксидазой из эндофитной бактерии Salinicola tamaricis

Оксиды марганца (Mn) в железо-марганцевых корочках широко распространены в ризосфере водно-болотных растений и вносят значительный вклад в круговорот элементов и удаление загрязнителей. Оксиды Mn преимущественно образуются в результате бактериальных процессов с участием Mn-оксидаз. Однако молекулярный механизм формирования оксидов Mn в ризосфере до сих пор остается largely неизвестным. В данном исследовании из эндофитной бактерии Salinicola tamaricis, выделенной из водно-болотного растения, был идентифицирован фермент, окисляющий Mn, — каталаза-пероксидаза StKatG. Ген, кодирующий StKatG, был клонирован и сверхэкспрессирован в Escherichia coli. Рекомбинантный StKatG продемонстрировал структурные и ферментативные свойства, отличающиеся от свойств ранее описанных Mn-оксидаз. Активность StKatG приводила к образованию оксидов Mn со смешанной валентностью марганца: Mn(II), Mn(III) и Mn(IV). Оптимальные значения pH и температуры для активности StKatG составляли 7,5 и 50 °C соответственно. Структурно StKatG организован в два домена, тогда как описанные Mn-оксидазы преимущественно являются однодоменными белками. Исследования с направленным мутагенезом показали, что наличие остатков аспарагиновой кислоты (Asp) в петле StKatG критически важно для его Mn-окисляющей активности. Эти результаты позволяют идентифицировать новую бактериальную Mn-оксидазу и дают представление о молекулярном механизме окисления Mn в ризосфере растений.