hrvatski

Strukturno istraživanje otkriva ulogu fenilalanina- 448 u tirozin fenol-liazi iz citrobacter freundii

Tirozin fenol-liaza (TPL ; EC 4.1.99.2), homotetramerni enzim ovisan o piridoksal-5'- fosfatu (PLP), katalizira β -eliminaciju L- tirozina (reverzibilno hidrolitičko cijepanje L- tirozina na fenol i amonijev piruvat [1]). β - eliminacija se zbiva u nekoliko koraka, uključujući i cijepanje veze Cβ – Cγ do kojega dolazi nakon nastanka kinonoidnog međuprodukta. Mutant F448H TPL iz Citrobacter freundii ima malu β -eliminacijsku aktivnost za supstrate L-tirozin i 3-fluor-L-tirozin, ali zato zadržava β - eliminacijsku aktivnost za neke druge aminokiseline koje nisu supstrati. Mutacija F448H ne utječe značajno na vezivanje L-tirozina i drugih aminokiselina koje nisu supstrati [2]. Kako bismo razumjeli strukturnu osnovu značajnog smanjenja β -eliminacijske aktivnosti navedenog mutanta, odredili smo trodimenzijsku strukturu F448H TPL-a iz C. freundii u kompleksu s 3-fluor- L-tirozinom. Jedan tetramer TPL-a sačinjava kristalografsku asimetričnu jedinicu F448H TPL-a iz C. freundii u kompleksu s 3-fluor-L-tirozinom. Sve četiri simetrijski neovisne podjedinice nalaze se u zatvorenoj konformaciji – gotovo istoj kakva je već opažena za TPL [3]. U svim aktivnim mjestima nalazi se kinonoidni međuprodukt. Vezani ligandi su u “ napetoj” konformaciji s kutem Cα – Cβ – Cγ u rasponu vrijednosti 90– 96°. Kad bi kinonoidni međuprodukt bio u “ opuštenoj” konformaciji, ne bi se mogao smjestiti u šupljinu zatvorenog aktivnog mjesta. Dakle, predloženo zatvaranje aktivnog mjesta tijekom enzimske reakcije [3] “ sili” kinonoidni međuprodukt u “ napetu” konformaciju i tako olakšava cijepanje veze Cβ – Cγ . Fenolna skupina supstrata i bočni ogranak His448 međusobno tvore vodikovu vezu. Ova interakcija vjerojatno stabilizira zatvorenu konformaciju aktivnog mjesta. Kako do nje ne može doći u divljem tipu TPL-a iz C. freundii (koji na položaju 448 ima Phe umjesto His), ova bi vodikova veza mogla biti uzrokom opaženih razlika u β - eliminacijskim aktivnostima divljeg tipa TPL-a iz C. freundii i mutanta F448H [2]. [1] R. S. Phillips, T. V. Demidkina, N. G. Faleev, Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 167– 172. [2] T. V. Demidkina, M. V. Barbolina, N. G. Faleev, B. Sundararaju, P. D. Gollnick, R. S. Phillips, Biochem. J. 363 (2002) 745– 752. [3] D. Milić, D. Matković-Čalogović, T. V. Demidkina, V. V. Kulikova, N. I. Sinitzina, A. A. Antson, Biochemistry 45 (2006) 7544– 7552.

tirozin fenol-liaza; proteinska kristalografija; zatvorena konformacija

nije evidentirano

engleski

Strukturno istraživanje otkriva ulogu fenilalanina- 448 u tirozin fenol-liazi iz citrobacter freundii

Tirozin fenol-liaza (TPL ; EC 4.1.99.2), homotetramerni enzim ovisan o piridoksal-5'- fosfatu (PLP), katalizira β -eliminaciju L- tirozina (reverzibilno hidrolitičko cijepanje L- tirozina na fenol i amonijev piruvat [1]). β - eliminacija se zbiva u nekoliko koraka, uključujući i cijepanje veze Cβ – Cγ do kojega dolazi nakon nastanka kinonoidnog međuprodukta. Mutant F448H TPL iz Citrobacter freundii ima malu β -eliminacijsku aktivnost za supstrate L-tirozin i 3-fluor-L-tirozin, ali zato zadržava β - eliminacijsku aktivnost za neke druge aminokiseline koje nisu supstrati. Mutacija F448H ne utječe značajno na vezivanje L-tirozina i drugih aminokiselina koje nisu supstrati [2]. Kako bismo razumjeli strukturnu osnovu značajnog smanjenja β -eliminacijske aktivnosti navedenog mutanta, odredili smo trodimenzijsku strukturu F448H TPL-a iz C. freundii u kompleksu s 3-fluor- L-tirozinom. Jedan tetramer TPL-a sačinjava kristalografsku asimetričnu jedinicu F448H TPL-a iz C. freundii u kompleksu s 3-fluor-L-tirozinom. Sve četiri simetrijski neovisne podjedinice nalaze se u zatvorenoj konformaciji – gotovo istoj kakva je već opažena za TPL [3]. U svim aktivnim mjestima nalazi se kinonoidni međuprodukt. Vezani ligandi su u “ napetoj” konformaciji s kutem Cα – Cβ – Cγ u rasponu vrijednosti 90– 96°. Kad bi kinonoidni međuprodukt bio u “ opuštenoj” konformaciji, ne bi se mogao smjestiti u šupljinu zatvorenog aktivnog mjesta. Dakle, predloženo zatvaranje aktivnog mjesta tijekom enzimske reakcije [3] “ sili” kinonoidni međuprodukt u “ napetu” konformaciju i tako olakšava cijepanje veze Cβ – Cγ . Fenolna skupina supstrata i bočni ogranak His448 međusobno tvore vodikovu vezu. Ova interakcija vjerojatno stabilizira zatvorenu konformaciju aktivnog mjesta. Kako do nje ne može doći u divljem tipu TPL-a iz C. freundii (koji na položaju 448 ima Phe umjesto His), ova bi vodikova veza mogla biti uzrokom opaženih razlika u β - eliminacijskim aktivnostima divljeg tipa TPL-a iz C. freundii i mutanta F448H [2]. [1] R. S. Phillips, T. V. Demidkina, N. G. Faleev, Biochim. Biophys. Acta 1647 (2003) 167– 172. [2] T. V. Demidkina, M. V. Barbolina, N. G. Faleev, B. Sundararaju, P. D. Gollnick, R. S. Phillips, Biochem. J. 363 (2002) 745– 752. [3] D. Milić, D. Matković-Čalogović, T. V. Demidkina, V. V. Kulikova, N. I. Sinitzina, A. A. Antson, Biochemistry 45 (2006) 7544– 7552.

tyrosine phenol-lyase; protein crystallography; closed conformation

nije evidentirano