(Asparagus officinalis L.) divinyl ether synthase (CYP74H2) 催化因位点导向突变发生的变化
Svetlana S Gorina1, Natalia V Lantsova1, Yana Y Toporkova1
1Kazan Institute of Biochemistry and Biophysics, FRC Kazan Scientific Center of RAS, P.O. Box 261, 420111 Kazan, Russia.
概括
乙烯合成酶 (DESs) 的位点定向突变发生揭示了关键的催化位点. 突变改变了立体化学特异性,并引入了新的酶活动,包括氧化合成酶 (AOS) 和氧化酶 (HPL) 功能.
科学领域:
- 生物化学 生化学
- 酶学 是一种酶学.
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 乙烯合成酶 (DES) 是氧化酶通路中的关键酶,属于P450.0细胞染色体的CYP74家族.
- 这些酶催化脂肪酸氧化物脱水,形成乙烯氧化,在植物信号和防御中发挥重要作用.
研究的目的:
- 通过局部定向突变发生的方法,研究 officinalis DES (AoDES,CYP74H2) 的结构功能关系.
- 识别AoDES中的催化重要部位,并了解它们在酶活性和基质特异性中的作用.
主要方法:
- 使用局部导向的突变生成来产生单,双和三重突变的AoDES形式 (L106F,L282G,L106F/L282G,L106F/L282G/Q343P).
- 使用各种脂肪酸氧化物基质分析了野生型 (WT) AoDES及其突变形式的催化活性.
- 鉴定了酶产物以确定催化功能的改变,立体化学特异性和新活动的出现.
主要成果:
- 单个突变L106F和L282G保留了DES活性,但L106F显著改变了立体化学特异性,产生了不同的乙烯酸异构体.
- 除了DES活动外,L282G突变体还表现出额外的氧化酶 (HPL) 和环氧醇合成酶 (EAS) 活动.
- 双重突变L106F/L282G丢失了DES活性,产生了HPL产物和酸9-氧化物中的二醇,而三重突变则显示了氧化合成酶 (AOS) 活性.
结论:
- 在DES的催化相关领域的位点导向突变发生可以显著改变酶功能,基质特异性,并引入新的催化活动.
- 这项研究首次证明了EAS和HPL催化的出现,以及通过DES的突变发生的特定环氧二烯的生物合成.
- 了解这些结构-功能关系,可以了解CYP74家族的催化多功能性和氧利平通路的调节.
