バイオチン-ストレプトアヴィジン技術に基づく人工イミン還元酵素の構造,運動,およびドッキング研究:誘導されたロック&キー仮説
Victor Muñoz Robles1, Marc Dürrenberger, Tillmann Heinisch
1Departament de Química, Universitat Autònoma de Barcelona , Edifici C.n., 08193 Cerdanyola del Vallés, Barcelona, Spain.
Journal of the American Chemical Society
|October 16, 2014
まとめ
イリジウム共因子と合成されたストレプタヴィジン (Sav) は,人工イミン還元酵素として作用する. タンパク質の変異はコファクター結合に影響し,サルソリジンの生成における反応速度とエナチオセレクティブ性に影響する.
科学分野:
- 生物触媒と酵素工学について
- 有機金属化学 有機金属化学
- プロテイン工学は,タンパク質の
背景:
- 特定の化学変換のための人工酵素の開発.
- ストレプタヴィジン (Sav) は,コファクター不動化のための多用途のタンパク質支架である.
- 触媒反応における活性成分としてのイリジウム複合体.
研究 の 目的:
- Streptavidin.にバイオチニル化イリジウム (Ir) 分子を組み込むことにより,人工イミン還元酵素を生成する.
- 触媒活性およびエナチオ選択性に対するSav変異 (S112A,S112K) の影響を調査する.
- イミンの生物触媒的還元におけるエナンチオセレクションのメカニズムを解明する.
主な方法:
- バイオチニル化Cp*Ir複合体の構築と,野生型および変異型サバに組み込む.
- 反応速度 (kcat) とマイケリス定数 (KM) を異なるIr/Sav比で決定するための酵素動力学の研究.
- X線結晶学と分子ドッキングで,タンパク質-共因子相互作用と結合偏好を分析する.
主要な成果:
- 変異種S112A Savは, (R) -サルソリジン (最大96% ee) を好んで,Ir飽和度が増加するにつれて反応速度とエナチオ選択性の低下を示した.
- 変異種S112K Savは,異なるIr飽和度において一貫した速度と選択性を維持し, (S) - サルソリジン (最大78% ee) を好みました.
- 構造分析により,S112AおよびS112K変異体が特定のIrエネンチオメアに対して明確な結合偏好を示すことが明らかになった.
結論:
- Ir/ストレプトアヴィジン比は,人工イミン還元酵素の性能に大きく影響する.
- 特定のSav変異は,好ましい共因子エナチオメールを決定し,全体的なエナチオ選択性に影響を与えます.
- "誘導されたロック&キー"メカニズムは,タンパク質・スカファードがコファクター構成とエナンチオセレクションをどのように制御するかを説明する.
