活性部位であるフェニララニンは,アルファケトグルタレート依存型ダイオキシゲナーゼ TauD の基板結合とC-H分裂を誘導する
Kevin P McCusker1, Judith P Klinman
1Department of Chemistry, California Institute for Quantitative Biosciences, University of California, Berkeley, California 94720, USA.
タウリンアルファケトグルタレート酸化酵素 (TauD) のフェニララニン159は,基板結合とC-H結合の分裂に不可欠です. 変異は最適な距離を乱し,酵素の効率と水素波関数の重複に影響を与えます.
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
- プロテイン工学は,タンパク質の
背景:
- C-H結合を分裂する酵素は,しばしば,触媒作用のための基板を配置するために,水嫌性核に依存します.
- タウリンアルファ-ケトグルタ酸二酸化酵素 (TauD) は,C-H結合の酸化のために活性サイトFe(IV) = O種を使用します.
- TauDの残留物F159は,水素原子移転の基板結合と指向に関与しています.
研究 の 目的:
- TauDの触媒機構における残留物F159の役割を調査する.
- F159の突然変異が基質結合,C-H結合分裂,酸素活性化にどのように影響するかを決定する.
- 活性部位構造,基板方向,および酵素効率の間の関係を調査する.
主な方法:
- TauDにおけるF159のサイト指向型変異は,より小さな水性残留物 (L,V,A) に変異する.
- 定常状態の回転条件下での酵素運動学的研究.
- シングル・ターンオーバー・トランジントを用いた固有デウテリウム運動同位体効果 (KIE) の抽出.
主要な成果:
- F159における突然変異は,基質結合とC−H結合の割裂率を著しく低下させた.
- k ((cat)) に対する化学ステップの貢献は,F159変異体において増加し,変化した速度制限ステップを示した.
- 固有のデウテリウムKIEは,野生型とF159Lと比較してF159Vの2〜4倍に増加しました.
- F159LとF159Vの変異の間に,酵素の行動の明確な変化が観察されました.
結論:
- 残留F159は,基板とFe(IV) = O活性部位との間の最適な核間距離を維持するために重要である.
- F159Vにおける単一のメチレン基の喪失は,効率的な水素原子移転を促進する活性部位の能力を破壊する.
- この発見は,TauDのモジュラー型活性部位モデルを支持し,基板結合/指向と酸素活性化のための明確な機能的役割を有する.
さらに関連する動画
08:31Anaerobic Protein Purification and Kinetic Analysis via Oxygen Electrode for Studying DesB Dioxygenase Activity and Inhibition
Published on: October 3, 2018
09:18Time-resolved ElectroSpray Ionization Hydrogen-deuterium Exchange Mass Spectrometry for Studying Protein Structure and Dynamics
Published on: April 17, 2017
関連する概念動画
Allosteric Proteins-ATCase
Aspartate transcarbamoylase (ATCase) is a cytosolic enzyme that catalyzes the condensation of L-aspartate and carbamoyl phosphate to N-carbamoyl-L-aspartate. This reaction is the first step in pyrimidine biosynthesis. UTP and CTP, the end products of the pyrimidine synthesis pathway,...
Ligand Binding and Linkage
Introduction to Mechanisms of Enzyme Catalysis
ATP Synthase: Structure
Enzymes
Enzyme deficiencies can often translate into life-threatening diseases. For example, a genetic abnormality resulting in the deficiency of the enzyme G6PD...
ATP Synthase: Mechanism
