ディフタミドバイオシンセシスにおける非従来のラジカルS-アデノシルメチオニン酵素による基質依存の割れ部位選択
Min Dong1, Masaki Horitani2,3, Boris Dzikovski1
1Department of Chemistry and Chemical Biology, Cornell University , Ithaca, New York 14853, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 7, 2017
まとめ
ラジカルSAM酵素は,S-アデノシルメチオニン (SAM) アナログの異なる結合を割ることができます. この研究は, [4Fe-4S]クラスターが反応性を切り替えることができ,多用途の鉄硫黄クラスター化学を証明しています.
科学分野:
- 生物化学
- 酵素学
- バイオ有機化学
背景:
- ラジカルS-アデノシルメチオニン (SAM) 酵素は,通常,5'-デオキシアデノシルラジカルを生成するために,[Fe-4S]クラスタを使用してSAMのC5',アデノシン-S結合を割ります.
- ディフタミドバイオシンセシスのような一部の SAM 酵素は,メチオニンの Cγ,Met-S 結合を割ります.
- ラジカルSAM酵素の分裂メカニズムと基板特異性は重要な研究分野である.
研究 の 目的:
- ラジカルSAM酵素がSAMまたはその類似体内の代替C-S結合を裂くように設計できるかどうかを調査する.
- 新しい結合分裂反応を媒介する [4Fe-4S] クラスタの役割を調査する.
- 酵素の反応メカニズムの基板依存のスイッチングを証明する.
主な方法:
- Pyrococcus horikoshii Dph2 (PhDph2) 酵素の基質としてデカルボキシルSAMアナログ (dc-SAM) を利用した.
- 電子核二重共鳴 (ENDOR) と質量スペクトロメトリを用いて,反応中間物質と産物を特徴づけている.
- [4Fe-4S]+クラスタに対するメチル分裂活動の依存性を調査した.
主要な成果:
- PhDph2は,dc-SAMのCメチル-S結合を割って,5'-デオキシ-5'-(3-アミノプロピルトイオ) アデノシン (dAPTA) を形成した.
- このメチル分裂活動は, [4Fe-4S]+クラスタに依存していた.
- [4Fe-4S]クラスターがメチル基を捕獲し,それを核愛体に転送することを示唆するEPR活性中間物質が観察されました.
結論:
- ラジカルSAM酵素は,SAMアナログ構造を変化させることで,3つのC-S結合のいずれかをスルフォニウム硫黄に結合させることができる.
- この研究は,素性 SAM 酵素が Fe 基の 1 電子移転から S 基の 2 電子移転メカニズムに切り替わる最初の証拠を提供します.
- 酵素触媒における鉄硫黄クラスターの多用途反応性を示した.
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