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一种蛋白质如何结合B12: A 3.0 A 氨酸合成酶的B12结合域的X射线结构
C L Drennan1, S Huang, J T Drummond
1Biophysics Research Division, University of Michigan, Ann Arbor 48109-1055.
Science (New York, N.Y.)
|December 9, 1994
概括
氨酸合成酶的晶体结构揭示了甲基可巴胺 (一种维生素B12的形式) 的结合方式. 蛋白质取代了一个关键的辅助因子组,这表明在B12依赖酶中存在一个共同的机制.
科学领域:
- 生物化学 生物化学
- 结构生物学 结构生物学
- 酶学 是一种酶学.
背景情况:
- 氨酸合成酶是氨酸生物合成途径中的关键酶.
- 科巴胺 (维生素B12) 是各种代谢酶的重要辅因子.
- 了解酶-辅助因子相互作用是阐明催化机制的关键.
研究的目的:
- 为了确定来自大肠杆菌的甲基可巴胺结合的甲氨酸合成酶片段的高分辨率晶体结构.
- 为了阐明蛋白质与其巴胺辅因子之间的特定相互作用.
- 为了研究甲基可巴胺在蛋白质结合时的形状变化.
主要方法:
- 使用X射线晶体学来确定3.0A分辨率的晶体结构.
- 在活性部位内分析蛋白质-可巴胺相互作用.
- 对参与辅因子结合的关键残留物进行序列保存分析.
主要成果:
- 晶体结构揭示了在两个蛋白质域之间放置的科林宏循环.
- 甲基可巴胺在结合时经历了显著的形状变化,而二甲基胺醇连接体被取代.
- 一个保存的Asp-X-His-X-X-Gly动机表明,在可巴胺依赖酶中存在一种共同的辅因子结合和位移机制.
- 一个潜在的催化四重奏 (Co-His-Asp-Ser) 涉及His759,Asp757和Ser810被确定.
结论:
- 确定的结构提供了详细的洞察力,了解甲氨酸合成酶中可巴胺-蛋白相互作用.
- 由蛋白质histidine取代二甲基胺醇组是甲基可巴胺结合的一个关键特征.
- 这种机制很可能保留在其他依赖于腺甲胺的酶中,突出显示了共享的催化策略.
- 鉴定的催化四重奏可能在调节维生素B12辅因子的反应性方面发挥关键作用.