ディフテリア毒素によって触媒化されたNADの水解のための移行状態構造
Paul J Berti1, Steven R Blanke, Vern L Schramm
1Contribution from the Department of Biochemistry, Albert Einstein College of Medicine, 1300 Morris Park Avenue, Bronx, New York 10461, and Department of Microbiology and Molecular Genetics, Harvard Medical School, 200 Longwood Avenue, Boston, Massachusetts 02115.
ダイフテリア毒素 (DTA) のNADの水解は,運動同位体効果 (KIEs) を使用して研究されました. これは,協調した,オキシカルベニウムイオンのような移行状態を明らかにし,DTAの触媒機構を明らかにしました.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 酵素学 酵素学とは
- 毒理学 毒理学 毒理学
背景:
- ディフテリア毒素 (DTA) は,亜核長縮因子2のADP-リボシライゼーションを,基質としてNAD (((+) を使用して触媒化する.
- その生理学的な受容体がない場合,DTAはNADを水分解してADP-リボースとニコチナミドに変換します.
- この水解反応は,動的同位体効果 (KIE) を通じて酵素の触媒機構を研究するための経路を提供します.
研究 の 目的:
- DTAによって触媒化されたNAD (((+) 水解の移行状態構造を決定する.
- 動力同位体効果 (KIE) 測定を用いて,DTA触媒によるNAD (((+)) 水解のメカニズムを解明する.
- DTAが酵素相互作用によって移行状態を安定させる仕組みを理解する.
主な方法:
- 放射性標識法を用いて,同位体で標識されたNAD分子に対する競争性運動同位体効果 (KIE) の測定.
- 全分子質量スペクトロメトリを用いたリング酸素 (4'-(18) O) KIEの決定.
- 構造インターポレーションと結合エネルギー/結合境界の振動分析により,試行移行状態の構造のためのKIEsを予測します.
- 決定された移行状態構造をDTAのX線結晶構造に合わせる.
主要な成果:
- 複数のKIEsが様々なラベル付きNAD (((+)) ポジションで測定され,1'- (((3) H (1.200 ± 0.005) と2'- (((3) H (1.142 ± 0.005) について有意な値が観察されました.
- ラジオラベルと質量スペクトロメトリの両方で測定された4'-(18) O KIEは,平均0.988 ± 0.003.3でした.
- 実験的なKIEsは,残留結合の順序が離脱グループに0.02,ヌクレオフィールに0.03である協調された,高度にオキシカルベニウムイオンのような移行状態の予測と一致しました (A(N) D(N) 機構).
- 移行状態をDTA活性部位に合わせると,ニコチナミドリング解溶と静電相互作用を含む安定化メカニズムが明らかになった.
結論:
- DTAは,脱出グループと核愛者の参加の両方を含む協調されたA(N) D(N) メカニズムを通じてNAD(+) 水解を触媒化する.
- 移行状態は高度にオキシカルベニウムイオンに似ており,DTA活性部位内の特定の酵素相互作用によって安定します.
- これらの発見は,DTA媒介によるNAD (((+)) 水解の触媒機構と移行状態安定化に関する詳細な洞察を提供します.
さらに関連する動画
11:27X-Ray Crystallography to Study the Oligomeric State Transition of the Thermotoga maritima M42 Aminopeptidase TmPep1050
Published on: May 13, 2020
10:21Expression, Purification, Crystallization, and Enzyme Assays of Fumarylacetoacetate Hydrolase Domain-Containing Proteins
Published on: June 20, 2019
関連する概念動画
Diphtheria
ATP Synthase: Structure
ATP Synthase: Mechanism
Hydrolysis of ATP
If one phosphate group is removed, a molecule of ADP—adenosine diphosphate—remains, along with inorganic phosphate. ADP can be further hydrolyzed to AMP—adenosine monophosphate—by the removal of a second...
Hydrolysis of ATP
If one phosphate group is removed, a molecule of ADP—adenosine diphosphate—remains, along with inorganic phosphate. ADP can be further hydrolyzed to AMP—adenosine monophosphate—by the removal of a second...
SN2 Reaction: Transition State
When the nucleophile approaches the electrophilic carbon with its lone pairs, the halide acts as a leaving group and moves away with the electron-pair bonded to the carbon. Dotted partial bonds represent the bonds being formed or broken...
