达罗巴克丁基质工程和计算显示基态稳定性 控制以太与C-C键形成
Austin M Woodard1,2, Francesca Peccati3, Claudio D Navo3
1Department of Chemistry, University of Illinois at Urbana─Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States.
研究人员研究了DarE酶的基质耐受性,该酶修改了抗生素达洛巴丁. 他们创造了51种变种,
科学领域:
- 生物化学
- 化学生物学
- 结构生物学
背景情况:
- 达罗巴A是一种具有独特的双循环结构的格兰阴性选择性抗生素.
- 它针对外膜蛋白Bama, 这对于细菌的生存至关重要.
- 达罗巴丁是一种由激素S- 腺胺 (rSAM) 依赖的酶DarE产生的核糖体合成和翻译后修饰的 (RiPP).
研究的目的:
- 分析 rSAM 酶 DarE 的基质耐受性.
- 阐明控制达洛巴生物合成中的和C-C交叉链的催化原理.
- 了解达洛巴丁变体对高亲和度Bama参与的结构要求.
主要方法:
- 使用DarE生成Darobactin前体的酶修饰.
- 包括W3Y和K5F在内的新型达洛巴变体的特征.
- 量子力学建模和分子对接研究反应机制和结合相互作用.
- 突变分析和蛋白质结构预测以确定基质结合的决定因素.
主要成果:
- 通过独立安装和在不同位置安装C-C交叉链接,DarE表现出广泛的基材耐受性.
- 产生了51种酶修饰的达洛巴变体,包括达洛巴W3Y和K5F等新型结构.
- 计算分析显示,基稳定性会影响以太的形成,而特定的内连接性与以太 (Trp-C7) 和C-C (Trp-C6) 交叉连接相关.
- 实验和计算数据支持了DarE机制的提议,并确定了酶参与的关键基质残留物.
结论:
- 在催化和C-C交叉链路方面,DarE具有显著的灵活性,使得广泛的架构工程成为可能.
- 了解DarE的催化机制可以了解激素SAM酶的催化.
- 该研究确定了对BamA相互作用至关重要的结构特征,为未来的抗生素开发提供了信息.
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