在细菌中发现依赖Ni2+的瓜尼丁酶
D Funck1, M Sinn1, J R Fleming2
1Department of Chemistry, University of Konstanz, Konstanz, Germany.
Nature
|March 10, 2022
概括
研究人员发现了一种新的酶,GdmH,可以分解素,一个化合物. 这一发现对了解水生环境中的循环具有重要意义.
科学领域:
- 生物化学
- 微生物学
- 环境科学
背景情况:
- 的可用性是不同息地生长的关键限制因素.
- 全球循环是一个复杂的过程,涉及 prokaryotes 和 eukaryotes 之间的资源竞争.
- 虽然有些微生物固定大气中的,但大多数生物依赖于吸收矿物或有机化合物.
研究的目的:
- 鉴定和描述能够化稳定的富含化合物瓜尼丁的酶.
- 阐明一种新型guanidine-hydrolyzing酶的结构,功能和辅因子要求.
主要方法:
- 生物化学测试以确定酶活性和基质特异性.
- 来自Synechocystis sp的GdmH的蛋白质净化和表征 这里是PCC 6803.
- 通过X射线结晶学来确定酶的三维结构和活性部位的几何形状.
主要成果:
- 鉴定GdmH,一个依赖 (Ni2+) 的酶家族蛋白质,作为一种特定的瓜尼丁酶.
- 发现GdmH需要两个辅助蛋白质来加载Ni2+到其活性部位,这与相关酶中典型的 (Mn2+) 使用有所不同.
- 结构分析揭示了一个独特的N端延伸和一个提酸残留物,这些残留物精细化了基质结合口袋,这表明了瓜尼丁水解的特定机制.
结论:
- GdmH代表了第一个能够化自由瓜尼丁的酶,克服了其共振稳定.
- 该酶在蓝藻,其他细菌和异构藻类中广泛分布,表明瓜尼丁在水生生态系统中的水解具有重要的生态意义.
- 这一发现为了解瓜尼丁可能是相关源的环境中的同化和循环开辟了新的途径.
