Flavin prenyltransferáza (UbiX) - Flavin prenyltransferase (UbiX)
| flavin prenyltransferáza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Flavin prenyltransferáza homododekamer, Pseudomonas aeruginosa | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 2.5.1.129 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
UbiX je flavin prenyltransferáza, katalyzující přidání dimethylallyl-monofosfátu (DMAP) (nebo dimethylallyl-pyrofosfát (DMAPP) [1]) na pozice N5 a C6 v FMN které vyvrcholily vytvořením prenylované FMN (prFMN ) kofaktor.[2] Enzym se podílí na ubichinon biosyntéza cesta dovnitř E-coli odkud získává své jméno.[3] UbiX je spojen s UbiD enzymy jako prFMN využívají enzymy UbiD ve své funkci reverzibilních dekarboxyláz.[4] Neobvykle pro prenyltransferázu UbiX není závislý na kovu.[5]
Po objasnění struktury prFMN na aktivním místě Fdc1 z aspergillus niger (AnFdc1) byla zkoumána prenyltrasferázová aktivita UbiX. Inkubace UbiX z P.aeruginosa s oxidovaným FMN a DMAP následovanou redukcí s dithioničitan sodný vést k tvorbě prFMNsnížena.[2] Stejný postup následovaný reoxidací pod aerobní podmínky vedou k prFMNradikální. Anaerobní inkubace apo-AnFdc1 s prFMNsnížena následovaná expozicí kyslíku vede k aktivitě dekarboxylázy, avšak inkubace s prFMNradikální si nedovolil aktivitu k apo-AnFdc1. To naznačuje, že prFMNsnížena forma může být správně oxidována pomocí UbiD / Fdc1 na odpovídající prFMNiminium (Obrázek 2).[2]
Mechanismus UbiX
P.aeruginosa Krystalová struktura UbiX (PaUbiX) odhalila, že substrát DMAP je umístěn přímo nad FMN isoalloxazinovým kruhem a že N5-C1 'dimethylallyl adukt se nejprve vytvoří jako předpoklad pro vytvoření vazby C6-C3' a vytvoření čtvrtého nearomatického kruhu (Obrázek 1).[2] Bylo zjištěno, že několik konzervovaných zbytků váže fosfátovou skupinu DMAP se zbytkem E140, o kterém se předpokládá, že působí jako donor protonů ke zvýšení fosfátové odstupující skupiny. Studie naznačuje, že tyto dva zbytky S15 a E49 hrají důležitou roli při deprotonaci N5 a tvorbě vazeb N5-C1 '(obrázek 1),[2] mutace E49Q vážně ovlivnila schopnost PaUbiX aktivovat AnFdc1 a krystalové struktury E49Q neodhalila vazbu N5-C1 'během 1-5 sekund po redukci a rychlém zmrazení, na rozdíl od divokého typu (WT) PaUbiX, pro který N5-C1 vazba byla pozorována během 1-5 sekund. Tato studie nebyla schopna zachytit žádné meziprodukty během tvorby vazby C3’-C6, ale naznačila, že k nukleofilnímu útoku C6 na karbokationt C3' dochází současně s protonací C2 'nebo po ní navázaným fosfátem. Výsledný cyklohexadienový adukt byl poté postulován za vzniku konečného produktu aromatizací souběžně s abstrakcí protonů pomocí S15 a E49. Mechanismus navrhovaný pro PaUbiX je zobrazen na obrázku 1.[2]
Tato zjištění byla aktualizována v roce 2019 novou publikací, která ukazuje, že první krok, tvorba vazby N5-C1 'pravděpodobně nastane prostřednictvím SN1 mechanismus.[1] To vede k přísnému požadavku na substrátovou dimethylallylovou skupinu k zahájení reakce. Stejný dokument ukázal, že k alkylaci N5 došlo, ať už se jednalo o substrát DMAP nebo DMAPP v DMAPP specifickém UbiX od Aspergillus niger (AnUbiX), proto je tento krok nezávislý na beta fosfátu přítomném v DMAPP.[1] Ve stejném enzymu AnUbiX prokázali, že Fridel-Craftsova alkylace flavinu C6 probíhá pouze za použití substrátu DMAPP. Mutace na fosfátové vazebné místo PaUbiX také nebyly schopny vytvořit vazbu C6-C3 ', ale mohly být zachráněny přidáním fosfátu. To potvrdilo, že UbiX katalyzuje tvorbu vazby C6-C3 'prostřednictvím fosfátové (a pyrofosfátové) kyselé-bazické katalýzy.[1]
Reference
- ^ A b C d E Marshall SA, Payne KAP, Fisher K, White MD, Ní Cheallaigh A, Balaikaite A, et al. Mechanismus reakce flavin prenyltransferázy UbiX se podobá chemii terpencyklázy třídy I. Příroda komunikace. 2019; 10 (1): 2357.
- ^ A b C d E F White MD, Payne KAP, Fisher K, Marshall SA, Parker D, Rattray NJW a kol. UbiX je flavinová prenyltransferáza vyžadovaná pro biosyntézu bakteriálního ubichinonu. Příroda. 2015; 522: 502.
- ^ Gulmezian M, Hyman KR, Marbois BN, Clarke CF, Javor GT. Role UbiX v biosyntéze koenzymu Q Escherichia coli. Archivy biochemie a biofyziky. 2007; 467 (2): 144-53.
- ^ Payne KAP, White MD, Fisher K, Khara B, Bailey SS, Parker D a kol. Nový kofaktor podporuje dekarboxylaci α, β-nenasycené kyseliny prostřednictvím 1,3-dipolární cykloadice. Příroda. 2015; 522 (7557): 497-501.
- ^ Leys D. Flavin metamorfóza: transformace kofaktorů prostřednictvím prenylace. Aktuální názor na chemickou biologii. 2018; 47: 117-25.
 | Tento protein související článek je a pahýl. Wikipedii můžete pomoci pomocí rozšiřovat to. |