シングルチオエーテルC型シトクロムの生合成は、ホロシトクロムCシンターゼ（HCCS）に固有のメカニズムへの洞察を提供します

C型シトクロム（Cyts C）は、一般に、高度に保存されたCXXCHモチーフ内のヘムと2つのシステイン残基の間に2つのチオエーテル付着の存在によって特徴付けられます。ほとんどの真核生物は、ホロシトクロムCシンターゼ（HCCS）で構成されるシステムIII cyt c生合成経路を使用して、チオエーテル形成を触媒します。一部の原生動物生物は、xxxchヘム攻撃モチーフを備えた、機能的に同等の自然なcyt cの天然変異体を発現し、単一の共有結合をもたらします。以前の研究では、組換えHCCが低レベルのXXXCHシングルチオエーテルバリアントを生成できることが示されています。しかし、ヘム攻撃部位のC末端システインに置換を含むCyt Cバリアント（すなわち、CXXXHをもたらす）は本質的には観察されておらず、このCyt Cバリアントの組換えバージョンを生合成しようとする試みは、ほとんど失敗しています。この研究では、HCCS患者のCXXXH CYT Cバリアントの生化学分析を報告し、その生合成と特性をXXXCHバリアントの生合成と比較します。結果は、HCCSはCXXXH Cyt CバリアントのN末端システインへのヘム付着を媒介しますが、生成された細胞Cの最大50％が酸素依存的に変更され、cyt cの混合集団をもたらすことを示しています。この好気性修飾はCXXXHのコンテキストでのみ発生するため、CXXCHへの自然なHCCS媒介ヘム付着がC末端システインで開始される可能性が高いことも提案します。

C-type cytochromes (cyts c) are generally characterized by the presence of two thioether attachments between heme and two cysteine residues within a highly conserved CXXCH motif. Most eukaryotes use the System III cyt c biogenesis pathway composed of holocytochrome c synthase (HCCS) to catalyze thioether formation. Some protozoan organisms express a functionally equivalent, natural variant of cyt c with an XXXCH heme-attachment motif, resulting in a single covalent attachment. Previous studies have shown that recombinant HCCS can produce low levels of the XXXCH single thioether variant. However, cyt c variants containing substitutions at the C-terminal cysteine of the heme-attachment site (i.e., resulting in CXXXH) have never been observed in nature, and attempts to biosynthesize a recombinant version of this cyt c variant have been largely unsuccessful. In this study, we report the biochemical analyses of an HCCS-matured CXXXH cyt c variant, comparing its biosynthesis and properties to those of the XXXCH variant. The results indicate that although HCCS mediates heme attachment to the N-terminal cysteine in CXXXH cyt c variants, up to 50% of the cyt c produced is modified in an oxygen-dependent manner, resulting in a mixed population of cyt c. Since this aerobic modification occurs only in the context of CXXXH, we also propose that natural HCCS-mediated heme attachment to CXXCH likely initiates at the C-terminal cysteine.