形状的に不活性化されたリボヌクレオチド還元酵素の光化学的救済
Brandon L Greene1, JoAnne Stubbe, Daniel G Nocera1
1Department of Chemistry and Chemical Biology , Harvard University , Cambridge , Massachusetts 02138 , United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 23, 2018
まとめ
クラスIアリボヌクレオチド還元酵素 (RNR) の活性性は,サブユニット間のラジカル転送 (RT) に依存しています. 特定の変異 (E350X) はこれをブロックしますが,光化学的救済はE350を明らかにします.
科学分野:
- 生物化学
- 酵素学
- 構造生物学
背景:
- エシェリキア・コライのクラスIアリボヌクレオチド還元酵素 (RNR) は,β2サブユニット内の安定したチロシル基 (Y122•) を利用して核酸還元する.
- Y122• からα2サブユニットのシステイン残留物 (C439) へのラジカル移転 (RT) は,リドックス活性アミノ酸の経路を含むRNR活性にとって極めて重要です.
- β2におけるE350Xのようなα2β2インターフェースの変異は,RTとRNRの活動を妨害するが,E350の規制作用の正確なメカニズムは不明である.
研究 の 目的:
- E. coli Class Iaのβ2サブユニットにおけるグルタミン酸-350 (E350) がラジカル転送 (RT) を制御するメカニズムを解明する.
- RNR活動に不可欠なα2およびβ2サブユニット間のアロステリック通信を媒介するE350の役割を調査する.
主な方法:
- E350Q-photoβ2構造を用いて,Y356で光化学的に根幹形成を誘導した.
- 最初の減量ステップを回避し,RTを開始します.
- フォトケミカルラジカル生成が後続的なRT経路と全体的なRNR活動に与える影響を分析した.
主要な成果:
- E350Q変異体におけるY356•の光化学誘導は,Y122•の減少を回避してRNR活動を回復させた.
- E350Q変異は,Y122•からの初期根移転を防ぐが,下流RT経路の忠誠性を妨げない.
- これらの発見は,E350がアロステリック信号の重要な媒介者として作用することを強く示唆しています.
結論:
- E350は,Y122からの基質移転ゲートを促進することによって,アロステル調節に重要な役割を果たします.
- E350残基は,α2とβ2サブユニット間の規制情報を伝達し,それによってRNR酵素の活性を制御するために不可欠です.
- この研究は,クラスIアRNRにおけるラジカル移転のアロステリック制御に関するメカニズム的洞察を提供します.
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