広く分布しているトリメチルアミンメチルトランスフェラーゼファミリーの非ピロリシンメンバーは、グリシンベタインメチルトランスフェラーゼです

COG5598は、MTTBに関連する多数のタンパク質であるトリメチルアミン：コリノイドメチルトランスフェラーゼを含む。MTTBには、触媒作用に不可欠であると提案された遺伝的にコードされたピロリシン残基があります。MTTBは唯一の既知のトリメチルアミンメチルトランスフェラーゼですが、COG5598のメンバーの大多数はピロリシンを欠いており、これらのタンパク質の活性は未解決の問題を残しています。ここでは、この大規模なタンパク質ファミリーの非ピロリシンメンバーの1つの機能について説明します。3つの非ピロリシンMTTBホモログは、環境と人間の腸の両方に存在するグラム陽性の厳格な嫌気性であるデスルフィトバクテリウムHafnienseにエンコードされています。D. Hafnienseは、硝酸塩やフマレートなどの電子受容体を使用して、グリシンベタインで成長が可能であることがわかりました。ゲノムの検査により、メチル化コリノイドタンパク質に由来するメチル基のテトラヒドロ葉酸結合酸化の遺伝子が明らかになりましたが、グリシンベタインとのコリノイドメチル化を実行する明らかな手段はありませんでした。非ピロリシンMTTBホモログの1つをコードするDSY3156は、グリシンベタインの成長中にアップレギュレートされました。組換えDSY3156タンパク質は、グリシンベタインとコブ（I）アラミンからジメチルグリシンとメチルコバラミンを変換します。私たちの知る限り、DSY3156は最初のグリシンベタインです。コリノイドメチルトランスフェラーゼが記載されており、MTGBの指定が提案されています。さらに、隣接するエンコードされたタンパク質であるDSY3157は、メチルコバラミンであるテトラヒドロ葉酸メチルトランスフェラーゼであることが示され、MTGAと指定されています。MTGBのホモログは、特に海洋バクテリオプランクトンおよび窒素固定植物共生生物で広く分布しています。また、ヒト微生物叢の複数のメンバーにも見られ、トリメチルアミンの恒常性で有益な役割を果たす可能性があります。

COG5598 comprises a large number of proteins related to MttB, the trimethylamine:corrinoid methyltransferase. MttB has a genetically encoded pyrrolysine residue proposed essential for catalysis. MttB is the only known trimethylamine methyltransferase, yet the great majority of members of COG5598 lack pyrrolysine, leaving the activity of these proteins an open question. Here, we describe the function of one of the nonpyrrolysine members of this large protein family. Three nonpyrrolysine MttB homologs are encoded in Desulfitobacterium hafniense, a Gram-positive strict anaerobe present in both the environment and human intestine. D. hafniense was found capable of growth on glycine betaine with electron acceptors such as nitrate or fumarate, producing dimethylglycine and CO2 as products. Examination of the genome revealed genes for tetrahydrofolate-linked oxidation of a methyl group originating from a methylated corrinoid protein, but no obvious means to carry out corrinoid methylation with glycine betaine. DSY3156, encoding one of the nonpyrrolysine MttB homologs, was up-regulated during growth on glycine betaine. The recombinant DSY3156 protein converts glycine betaine and cob(I)alamin to dimethylglycine and methylcobalamin. To our knowledge, DSY3156 is the first glycine betaine:corrinoid methyltransferase described, and a designation of MtgB is proposed. In addition, DSY3157, an adjacently encoded protein, was shown to be a methylcobalamin:tetrahydrofolate methyltransferase and is designated MtgA. Homologs of MtgB are widely distributed, especially in marine bacterioplankton and nitrogen-fixing plant symbionts. They are also found in multiple members of the human microbiome, and may play a beneficial role in trimethylamine homeostasis, which in recent years has been directly tied to human cardiovascular health.