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Updated: May 5, 2026

Targeting Cysteine Thiols for in Vitro Site-specific Glycosylation of Recombinant Proteins

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Published on: October 4, 2017

Selección del sitio de escisión dependiente del sustrato por enzimas radicales no convencionales de

Min Dong¹, Masaki Horitani^2,3, Boris Dzikovski¹

¹Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University , Ithaca, New York 14853, United States.

Journal of the American Chemical Society

|April 7, 2017

Resumen

Las enzimas SAM radicales pueden dividir diferentes enlaces en análogos de S-adenosilmetionina (SAM). Este estudio muestra que un grupo [4Fe-4S] puede cambiar la reactividad, lo que demuestra la versatilidad de la química del grupo hierro-azufre.

Área de la Ciencia:

La bioquímica
Enzimología
Química bioorgánica

Sus antecedentes:

Las enzimas radicales de S-adenosilmetionina (SAM) generalmente cortan el enlace C_5',adenosina-S de SAM utilizando un grupo [4Fe-4S] para generar un radical 5'-desoxiadenosilo.
Algunas enzimas SAM radicales, como las de la biosíntesis de diftamida, cortan el enlace C, Met y S de la metionina.
El mecanismo de escisión y la especificidad del sustrato de las enzimas SAM radicales son áreas clave de investigación.

Objetivo del estudio:

Investigar si las enzimas SAM radicales pueden ser diseñadas para romper enlaces C-S alternativos dentro de SAM o sus análogos.
Explorar el papel del grupo [4Fe-4S] en la mediación de nuevas reacciones de escisión de enlaces.
Para demostrar el cambio dependiente del sustrato del mecanismo de reacción de la enzima.

Principales métodos:

Utilizó un análogo de decarboxilo SAM (dc-SAM) como sustrato para la enzima Pyrococcus horikoshii Dph2 (PhDph2).
Se utiliza la doble resonancia electron-nuclear (ENDOR) y la espectrometría de masas para caracterizar los intermedios y productos de la reacción.
Investigó la dependencia de la actividad de escisión del metilo en el clúster [4Fe-4S].

Principales resultados:

PhDph2 se rompió el enlace C_metilo-S de dc-SAM, formando 5'-deoxy-5'-(3-aminopropiltio) adenosina (dAPTA).
Esta actividad de escisión de metilo fue dependiente del clúster [4Fe-4S].
Se observó un intermediario EPR-activo, lo que sugiere que el grupo [4Fe-4S] captura el grupo metilo y lo transfiere a los nucleófilos.

Conclusiones:

Las enzimas SAM radicales se pueden ajustar para romper cualquiera de los tres enlaces C-S con el azufre de sulfonio alterando la estructura análoga de SAM.
Este estudio proporciona la primera evidencia de una enzima SAM radical que cambia de una transferencia de un electrón basada en Fe a un mecanismo de transferencia de dos electrones basado en S basado en sustrato.
Demuestra la reactividad versátil de los grupos de hierro-azufre en la catálisis enzimática.

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