ホモロジーモデリングとドッキングによって導かれる未知の機能の酵素にプテリンデアミナーゼの活性を割り当てる
Hao Fan1, Daniel S Hitchcock, Ronald D Seidel
1Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences, University of California, San Francisco, California 94143, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 22, 2012
まとめ
この研究は,ホモロジーモデリングと仮想スクリーニングを使用して,特徴づけられていないタンパク質の酵素機能を予測します. 研究者らは,プテリンの代謝物質をデアミン化する新しいアミドヒドロラーゼを特定し,新しい代謝経路を示唆した.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 構造生物学 構造生物学とは
- バイオインフォマティックス
背景:
- 既知のタンパク質配列の1%未満が実験的に機能が確認されています.
- 酵素活性予測のための構造ベースの方法は,ほとんどのタンパク質では利用できない実験的に決定されたタンパク質構造を必要とします.
研究 の 目的:
- Agrobacterium radiobacter K84.29からの機能的に特徴づけられていないアミドヒドローラゼ (Arad3529) の機能を予測する.
- 新しい酵素基板と潜在的に新しい代謝経路を計算的方法を使用して特定する.
主な方法:
- アラド3529のコンピューターホモロジーモデルで,コンフォーマーションの柔軟性を捉えるためにアクティブサイトループを再構成する.
- ホモロジーモデルに対して高エネルギー中間形態 (HEI) の代謝産物をドッキングすることによって,仮想スクリーニングを行いました.
- インビトロ酵素学実験を通じて検証された計算予測.
主要な成果:
- Arad3529.29の候補基板として改変されたプテリンの一組を特定しました.
- Arad3529が複数のプテリンの代謝産物をデアミナートし,有意な触媒効率 (k ((cat)) / K ((m)) 値が3.3 × 10 (((4) から5.2 × 10 ((6) M ((-1) s ((-1)) まであることを実験的に確認しました.
- ゲノム解析によると,Arad3529は,これまで説明されていないプテリンの分解経路の最初のステップを触媒化する.
結論:
- ホモロジーモデルベースの仮想スクリーニングは,タンパク質の骨幹の柔軟性を組み込み,酵素機能の注釈のための強力なアプローチです.
- この方法は,新しい酵素基板を発見し,新しい代謝経路を明らかにすることができます.
- この発見は,新しい薬物の標的を発見し,基本的な生物学的プロセスを理解する可能性を強調しています.
