嗜热硬脂芽孢杆菌E53Q丝氨酸羟甲基转移酶及其复合物的结构测定和生化研究为酶的功能和记忆提供了见解。

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拉贾拉姆五世，Bhavani BS, Kaul P, Prakash V, Appaji Rao N, Savithri HS, Murthy MR

嗜热硬脂芽孢杆菌E53Q丝氨酸羟甲基转移酶及其复合物的结构测定和生化研究为酶的功能和记忆提供了见解。

《中华人民共和国学报》2007年8月27日;Epub 2007年7月25日。

PubMed ID

17651438 (PubMed视图

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摘要

丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)属于吡哆醛5'-磷酸依赖酶的α家族，可催化L-Ser和四氢叶酸向Gly和5,10-亚甲基四氢叶酸的可逆转化。5,10-亚甲基四氢叶酸在许多生物过程中作为单碳片段的来源。SHMT还催化不依赖四氢叶酸的l -异丙苏醛向Gly和乙醛的转化。嗜热硬脂芽孢杆菌SHMT (bsSHMT)的晶体结构表明E53与底物、L-Ser和四氢叶酸相互作用。为了阐明E53的作用，将其突变为Q，并对突变酶进行了结构和生化研究。E53QbsSHMT的内部醛定结构与野生型酶相似，但Q53、Y60和Y61位点有明显变化。Gly的羧基和L-Ser的侧链在各自的外醛定结构中呈两种构象。突变酶对四氢叶酸依赖的L-Ser裂解完全不活跃，而与l -异基因苏氨酸不依赖的四氢叶酸反应速率增加了1.5倍。这些研究结果表明，E53在四氢叶酸/5-甲酰基四氢叶酸结合和L-Ser中Cbeta的正确定位中发挥着重要作用，从而直接受到四氢叶酸N5的攻击。最有趣的是，E53QbsSHMT与Gly和5-甲酰基四氢叶酸共结晶得到的配合物的结构揭示了与Gly和活性位点Lys结合的吡哆醛5'-磷酸的宝石二胺形式。 However, density for 5-formyl tetrahydrofolate was not observed. Gly carboxylate was in a single conformation, whereas pyridoxal 5'-phosphate had two distinct conformations. The differences between the structures of this complex and Gly external aldimine suggest that the changes induced by initial binding of 5-formyl tetrahydrofolate are retained even though 5-formyl tetrahydrofolate is absent in the final structure. Spectral studies carried out with this mutant enzyme also suggest that 5-formyl tetrahydrofolate binds to the E53QbsSHMT-Gly complex forming a quinonoid intermediate and falls off within 4 h of dialysis, leaving behind the mutant enzyme in the gem-diamine form. This is the first report to provide direct evidence for enzyme memory based on the crystal structure of enzyme complexes.

引用本文的药物库数据

药物靶点

药物	目标	种类	生物	药理作用	行动
磷酸吡哆醛	丝氨酸羟甲基转移酶，线粒体	蛋白质	人类	未知的	代数余子式	细节
四氢叶酸	丝氨酸羟甲基转移酶，线粒体	蛋白质	人类	未知的	代数余子式	细节