Q54089 (RELA_STREQ) Reviewed, UniProtKB/Swiss-Prot
Last modified
April 3, 2013.
Version 85.
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| Protein names | Recommended name: Bifunctional (p)ppGpp synthase/hydrolase RelA Including the following 2 domains:
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| Gene names |
| ||||
| Organism | Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (Streptococcus equisimilis) | ||||
| Taxonomic identifier | 119602 [NCBI] | ||||
| Taxonomic lineage | Bacteria › Firmicutes › Bacilli › Lactobacillales › Streptococcaceae › Streptococcus › ![]() |
Protein attributes
| Sequence length | 739 AA. |
| Sequence status | Complete. |
| Protein existence | Evidence at protein level |
General annotation (Comments)
| Function | In eubacteria ppGpp (guanosine 3'-diphosphate 5-' diphosphate) is a mediator of the stringent response that coordinates a variety of cellular activities in response to changes in nutritional abundance. This enzyme catalyzes both the formation of pppGpp which is then hydrolyzed to form ppGpp, and the hydrolysis of ppGpp. The enzyme does not simultaneously display both synthase and hydrolase activities. In the structure of residues 1-385 there are 2 conformations seen, the hydrolase-OFF/synthase-ON and hydrolase-ON/synthase-OFF, suggesting there is ligand-induced signal transmission between the 2 active sites. |
| Catalytic activity | ATP + GTP = AMP + guanosine 3'-diphosphate 5'-triphosphate. Guanosine 3',5'-bis(diphosphate) + H2O = guanosine 5'-diphosphate + diphosphate. |
| Cofactor | Binds 1 Mg2+ per subunit Potential. Ref.3 Binds 1 Mn2+ per subunit. Ref.3 |
| Enzyme regulation | Alpha-beta methylenyl ATP, an ATP-analog inhibitor of the synthase activity also reduces the hydrolase activity about 4-fold. Ref.2 Ref.3 |
| Pathway | Purine metabolism; ppGpp biosynthesis; ppGpp from GDP: step 1/1. Purine metabolism; ppGpp biosynthesis; ppGpp from GTP: step 1/2. |
| Domain | Based on a random mutagenesis study of the catalytic fragment (residues 1-385), the (p)ppGpp phosphohydrolase domain seems to encompass approximately the first 225 residues, while the (p)ppGpp synthase domain seems to be found between residues 226 and 385. |
| Sequence similarities | Belongs to the RelA/SpoT family. Contains 1 ACT domain. Contains 1 HD domain. |
| Biophysicochemical properties | Kinetic parameters: KM=2 mM for GTP Ref.2 KM=5 mM for ATP |
Ontologies
| Keywords | |
|---|---|
| Ligand | ATP-binding GTP-binding Magnesium Manganese Metal-binding Nucleotide-binding |
| Molecular function | Hydrolase Kinase Transferase |
| Technical term | 3D-structure |
| Gene Ontology (GO) | |
| Biological_process | guanosine tetraphosphate biosynthetic process Inferred from electronic annotation. Source: UniProtKB-UniPathway |
| Molecular_function | ATP binding Inferred from electronic annotation. Source: UniProtKB-KW GTP bindingInferred from electronic annotation. Source: UniProtKB-KW GTP diphosphokinase activityInferred from electronic annotation. Source: EC amino acid bindingInferred from electronic annotation. Source: InterPro guanosine-3',5'-bis(diphosphate) 3'-diphosphatase activityInferred from electronic annotation. Source: EC kinase activityInferred from electronic annotation. Source: UniProtKB-KW metal ion bindingInferred from electronic annotation. Source: UniProtKB-KW phosphoric diester hydrolase activityInferred from electronic annotation. Source: InterPro |
| Complete GO annotation... | |
Sequence annotation (Features)
| Feature key | Position(s) | Length | Description | Graphical view | Feature identifier | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molecule processing | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chain | 1 – 739 | 739 | Bifunctional (p)ppGpp synthase/hydrolase RelA | PRO_0000166565 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Regions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Domain | 50 – 149 | 100 | HD | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Domain | 663 – 737 | 75 | ACT | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sites | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Active site | 81 | 1 | Nucleophile, for hydrolase activity Potential | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Active site | 82 | 1 | Nucleophile, for hydrolase activity Potential | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Metal binding | 53 | 1 | Manganese | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Metal binding | 77 | 1 | Manganese | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Metal binding | 144 | 1 | Manganese | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Metal binding | 264 | 1 | Magnesium Potential | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Experimental info | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 44 | 1 | R → Q: No hydrolase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 78 | 1 | D → A: No hydrolase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 81 | 1 | E → G: No hydrolase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 82 | 1 | D → V: No hydrolase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 151 | 1 | T → A or P: No hydrolase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 264 | 1 | D → G: No synthase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mutagenesis | 323 | 1 | E → Q: No synthase activity. Ref.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Secondary structure | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Helix Strand Turn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 9 – 19 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 22 – 38 | 17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Turn | 39 – 41 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 52 – 63 | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 68 – 76 | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 79 – 82 | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 87 – 94 | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 96 – 108 | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Turn | 128 – 130 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 135 – 150 | 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 160 – 169 | 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 171 – 177 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 181 – 195 | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 197 – 209 | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 211 – 230 | 20 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Turn | 231 – 233 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beta strand | 237 – 240 | 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 245 – 255 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 256 – 258 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 263 – 265 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beta strand | 267 – 274 | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 275 – 288 | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Turn | 299 – 301 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beta strand | 311 – 316 | 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Beta strand | 318 – 328 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 329 – 337 | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Helix | 364 – 370 | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sequences
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References
| [1] | "Genetic organization of the streptokinase region of the Streptococcus equisimilis H46A chromosome." Mechold U., Steiner K., Vettermann S., Malke H. Mol. Gen. Genet. 241:129-140(1993) [PubMed] [Europe PMC] [Abstract] Cited for: NUCLEOTIDE SEQUENCE [GENOMIC DNA]. Strain: H46A. |
| [2] | "Intramolecular regulation of the opposing (p)ppGpp catalytic activities of Rel(Seq), the Rel/Spo enzyme from Streptococcus equisimilis." Mechold U., Murphy H., Brown L., Cashel M. J. Bacteriol. 184:2878-2888(2002) [PubMed] [Europe PMC] [Abstract] Cited for: BIOPHYSICOCHEMICAL PROPERTIES, ENZYME REGULATION. |
| [3] | "Conformational antagonism between opposing active sites in a bifunctional RelA/SpoT homolog modulates (p)ppGpp metabolism during the stringent response." Hogg T., Mechold U., Malke H., Cashel M., Hilgenfeld R. Cell 117:57-68(2004) [PubMed] [Europe PMC] [Abstract] Cited for: X-RAY CRYSTALLOGRAPHY (2.1 ANGSTROMS) OF 1-385 BOUND TO GUANOSINE-NUCLEOTIDE DERIVATIVES, HYDROLASE AND SYNTHASE ACTIVITIES, COFACTOR, ENZYME REGULATION, MUTAGENESIS OF ARG-44; ASP-78; GLU-81; ASP-82; THR-151; ASP-264 AND GLU-323. Strain: H46A. |
Cross-references
Sequence databases | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| EMBL GenBank DDBJ | X72832 Genomic DNA. Translation: CAA51353.1. | ||||||||||||
| PIR | S39975. | ||||||||||||
3D structure databases | |||||||||||||
| PDBe RCSB PDB PDBj |
| ||||||||||||
| ProteinModelPortal | Q54089. | ||||||||||||
| SMR | Q54089. Positions 5-371. | ||||||||||||
| ModBase | Search... | ||||||||||||
Protocols and materials databases | |||||||||||||
| StructuralBiologyKnowledgebase | Search... | ||||||||||||
Enzyme and pathway databases | |||||||||||||
| SABIO-RK | Q54089. | ||||||||||||
| UniPathway | UPA00908; UER00884. UPA00908; UER00886. | ||||||||||||
Family and domain databases | |||||||||||||
| Gene3D | 3.10.20.30. 1 hit. | ||||||||||||
| InterPro | IPR026020. (p)ppGpp_Synthase. IPR002912. ACT_dom. IPR012675. Beta-grasp_dom. IPR003607. HD/PDEase_dom. IPR006674. HD_domain. IPR004811. RelA/Spo_fam. IPR007685. RelA_SpoT. IPR004095. TGS. IPR012676. TGS-like. [Graphical view] | ||||||||||||
| PANTHER | PTHR21262. PTHR21262. 1 hit. | ||||||||||||
| Pfam | PF01842. ACT. 1 hit. PF01966. HD. 1 hit. PF04607. RelA_SpoT. 1 hit. PF02824. TGS. 1 hit. [Graphical view] | ||||||||||||
| SMART | SM00471. HDc. 1 hit. SM00954. RelA_SpoT. 1 hit. [Graphical view] | ||||||||||||
| SUPFAM | SSF81271. TGS-like. 1 hit. | ||||||||||||
| TIGRFAMs | TIGR00691. spoT_relA. 1 hit. | ||||||||||||
| ProtoNet | Search... | ||||||||||||
Other | |||||||||||||
| ChEMBL | CHEMBL1163118. | ||||||||||||
| EvolutionaryTrace | Q54089. | ||||||||||||
Entry information
| Entry name | RELA_STREQ | ||||||||
| Accession | Primary (citable) accession number: Q54089 | ||||||||
| Entry history |
| ||||||||
| Entry status | Reviewed (UniProtKB/Swiss-Prot) | ||||||||
| Annotation program | Prokaryotic Protein Annotation Program | ||||||||
Relevant documents
| PATHWAY comments Index of metabolic and biosynthesis pathways |
| PDB cross-references Index of Protein Data Bank (PDB) cross-references |
| SIMILARITY comments Index of protein domains and families |

Clusters with
