与活动相关的溶解动态的时间分辨率在TIM Barrel酶 Murine Adenosine Deaminase中
Shuaihua Gao1,2, Xin Ting Wu1,2, Wenju Zhang3
1Department of Chemistry, University of California, Berkeley, Berkeley, California, 94720, United States.
ACS catalysis
|August 5, 2024
概括
蛋白质表面动态影响酶催化. 靠近小鼠腺脱氨酶 (mADA) 活性位点的快速溶剂启动重组有助于激活能量屏障,影响催化效率.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 酶动力学 酶动力学
- 蛋白质动力学 蛋白质动力学
背景情况:
- 鼠腺脱氨酶 (mADA) 是研究TIM桶酶中热激活的模型酶.
- 之前的研究发现了热网络,将热量从蛋白质溶剂接口传输到活性部位残留物.
- 一个关键接口涉及螺旋环螺旋部分,其中一个防水螺旋面向绑定基板.
研究的目的:
- 为了研究在mADA表面的溶解动态的时间和温度依赖.
- 为了将这些动态与活性部位化学的确定的运动参数进行比较.
- 阐明蛋白质重组在酶催化中的作用.
主要方法:
- 创建了一个修改后的mADA蛋白质,缺乏本土的酸盐,具有接近本土的动态行为.
- 在原生位置和特定的溶剂暴露部位 (Lys54Trp) 重新引入单个托芬突变.
- 测量纳秒光放松寿命和斯托克斯转移衰变以评估溶解动态.
主要成果:
- 对照部位的托芬突变显示了溶解动态中温度依赖的最小值.
- 螺旋环螺旋部分 (Lys54Trp) 附近的一种型体表现出显著升高的温度依赖 ().
- 改变Phe61中疏水性的突变反映了类似变化的对催化激活能量的影响 ().
结论:
- 溶剂启动的蛋白质重组在mADA表面迅速 (>ns) 发生.
- 这种重组显著促进了催化酶的旋激活屏障.
- 表面溶解的动态与酶的活性部位化学和催化效率密切相关.
