エシェリキヤ大腸菌III級リボヌクレオチド還元酵素に対する化学的に有能なチオスルフランイル基素
Yifeng Wei1, Guinevere Mathies, Kenichi Yokoyama
1Departments of Chemistry and ‡Biology and §Francis Bitter National Magnet Laboratory, Massachusetts Institute of Technology , 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts 02139-4307, United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 16, 2014
まとめ
クラスIIIのリボヌクレオチド還元酵素 (RNRs) は,フォーマットを還元剤として使用します. 研究者らは,E. coliのRNRに新しいチオスルフラニルラジカル中間物質を発見し,DNA合成と修復のための新しい反応経路を明らかにした.
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
- 分子生物学は分子生物学である.
背景:
- クラスIIIのリボヌクレオチド還元酵素 (RNRs) は,無酸素生物のDNA合成と修復に不可欠なグリシル基 (G•) 酵素である.
- 他のRNRクラスとは異なり,クラスIIIのRNRは伝統的にフォーマットを還元剤として使用しています.
研究 の 目的:
- エシェリキア・コライIII級RNRの反応機構を調査し,特にフォーマットがない場合.
- 反応中に形成された基質種を特定し,核酸還元におけるその役割を明らかにする.
主な方法:
- CTP (基板) とATP (アロステリックエフェクタ) を用いた酵素アッセイで,Escherichia coli クラスIII RNR.
- 電子パラマグネティック共振 (EPR) スペクトロスコーピー (9.5 と 140 GHz) で,イソトープ的に標識されたタンパク質で,根本的な種を特徴付ける.
- シチジンの派生物や形式依存の還元を含む反応産物の分析.
主要な成果:
- フォーマットがない場合,E. coli class III RNRはグリシル基 (G•) を失い,新しいチオスルフルアニル基[RSSR2]• (メチオニンで安定したシステインチール基) を形成します.
- この過程で,3 extquotesingle-keto-deoxycytidineとして提案されているシチジン派生体が閉じ込められます.
- フォーマット添加はG•を復元し,シチジンの誘導体を減少させ,還元半反応におけるその役割を示している.
結論:
- この研究は,チオスルフュラニルラジカルの中間物質を含むクラスIIIのRNRのこれまで未知の反応経路を明らかにした.
- この発見は,ニュクレオチド還元に関するメカニズム的洞察を提供し,無酸素細菌と古生物のDNA合成と修復を理解するための意味を持つ.
- 特定されたチールラジカルメカニズムは,他のRNRクラスとの類似性を提供し,すべてのRNRタイプにおいてチールラジカルの役割が保存されていることを示唆しています.
関連する概念動画
Preparation and Reactions of Thiols
6.7K
Thiols are prepared using the hydrosulfide anion as a nucleophile in a nucleophilic substitution reaction with alkyl halides. For instance, bromobutane reacts with sodium hydrosulfide to give butanethiol.
6.7K
Radical Reactivity: Nucleophilic Radicals
1.7K
Radicals adjacent to electron-donating groups are called nucleophilic radicals. These radicals readily react with electrophilic alkenes. The SOMO–LUMO interactions are the driving force for the reaction, where the high-energy SOMO of the electron-rich, nucleophilic radicals interacts with the low-energy LUMO of the electron-deficient, electrophilic alkenes. Such SOMO–LUMO interactions are the basis of reactive radical traps, affecting the selectivity in radical reactions. For...
1.7K
Sulfur Assimilation
554
Sulfur is an essential element in biological systems, contributing to synthesizing key biomolecules, including amino acids such as cysteine and methionine, and cofactors such as coenzyme A and biotin. Microorganisms primarily assimilate sulfur as sulfate (SO₄²⁻) from the environment, which must undergo a series of biochemical transformations before it can be incorporated into cellular components. As sulfate is highly oxidized, it must undergo assimilatory sulfate reduction to...
554
Electron Transport Chain: Complex III and IV
6.7K
During the electron transport chain, electrons from NADH and FADH2 are first transferred to complexes I and II, respectively. These two complexes then transfer the electrons to ubiquinol, which carries them further to complex III. Complex III passes the electrons across the intermembrane space to Cyt c, which carries them further to complex IV. Complex IV donates electrons to oxygen and reduces it to water. As electrons pass through complexes I, III, and IV, the energy released aids the pumping...
6.7K
Preparation and Reactions of Sulfides
4.3K
Sulfides are the sulfur analog of ethers, just as thiols are the sulfur analog of alcohol. Like ethers, sulfides also consist of two hydrocarbon groups bonded to the central sulfur atom. Depending upon the type of groups present, sulfides can be symmetrical or asymmetrical. Symmetrical sulfides can be prepared via an SN2 reaction between 2 equivalents of an alkyl halide and one equivalent of sodium sulfide.
4.3K
Transcriptional Regulation: Riboswitches
1.2K
Riboswitches are RNA elements that regulate gene expression by altering their secondary structures in response to specific effector molecules. These elements, located in the leader regions of certain mRNAs, act as transcriptional regulators by toggling between alternative conformations to control downstream gene expression. Riboswitch-mediated regulation is a precise mechanism for modulating biosynthetic pathways, as exemplified by the riboflavin biosynthesis pathway in Bacillus...
1.2K


