固体NMRスペクトロスコピーで観測されたピリドクサル-5'-リン酸塩-酵素モデルシステムにおける機能的水素結合の結合
Shasad Sharif1, David Schagen, Michael D Toney
1Institut für Chemie und Biochemie, Takustrasse 3, Freie Universität Berlin, D-14195 Berlin, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|March 21, 2007
まとめ
ピリドクサル-5'-リン酸 (PLP) とカルボキシル酸の新型シーフ基底モデルでは,酵素のコファクター活性に不可欠な結合プロトン転送が明らかにされています. この陽子の移転は,シフ基窒素原子の置換物に依存する.
科学分野:
- バイオ物理化学 バイオ物理化学
- 構造生物学 構造生物学とは
- 有機化学 オーガニック・ケミストリー
背景:
- ピリドクサル-5-リン酸 (PLP) は,多くの酵素反応における重要なコファクターです.
- PLPのメカニズムを理解するには,その活性部位を模倣するモデルシステムを研究する必要があります.
- 水素結合は,生物学的分子の機能において重要な役割を果たします.
研究 の 目的:
- シーフ基モデルによる新型の水素結合複合体の合成と特徴付け,カルボキシル酸によるPLPの基礎モデル.
- これらのモデルシステム内の陽子伝送ダイナミクスを調査する.
- コファクター活動に影響を与える構造的および電子的要因を明らかにする.
主な方法:
- シーフ基底モデルの合成,N- ((pyridoxylidene) トライアミンおよびN- ((pyridoxylidene) メチアミン添加物を含む.
- 静的およびマジック・アングル・スピニング (MAS) 条件下での15Nクロス・ポラライゼーション (CP) と1H核磁気共鳴 (NMR) スペクトロスコピー.
- 構造分析のためのX線結晶学,1H/15N化学シフト相関,二次的H/D同位体効果,2H-15N二極結合.
主要な成果:
- カーボキシル酸を併用したPLPシフ塩基モデルの新しい多結晶1:1複合体が成功して合成されました.
- 特徴づけにより,素早い陽子のタウトメリズムによる結合された分子内および分子間OHN水素結合が明らかになった.
- ピリジン環の窒素のプロトネーションは,シフ基窒素にアリファティック置換物が存在したとき,分子内水素結合のプロトンのシフトを誘導した.
結論:
- 酵素活性部位におけるPLPの振る舞いを模倣した観測されたカップリングされた陽子転送は,シフ基窒素の置換物の性質に依存しています.
- シーフ基底窒素の陽性電荷の増加につながるこのカップリングされた陽子の移転は,コファクター活動の前提条件として提案されています.
- この研究は,よく定義されたモデルシステムの調査を通じて,PLP依存酵素の基本的メカニズムに関する貴重な洞察を提供します.
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