Báo cáo khoa học: Regulation of dCTP deaminase from Escherichia coli by nonallosteric dTTP binding to an inactive form of the enzyme

Regulation of dCTP Deaminase from Escherichia coli by Nonallosteric dTTP Binding to an Inactive Form of the Enzyme

Tác giả: Eva Johansson, Majbritt Thymark, Julie H. Bynck, Mathias Fanø, Sine Larsen, and Martin Willemoës

Lĩnh vực: Deoxynucleotide metabolism; dUTP; enzyme regulation; hysteresis; deamination

Nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này khám phá cơ chế điều hòa hoạt động của enzyme dCTP deaminase từ vi khuẩn Escherichia coli, đặc biệt tập trung vào vai trò của phân tử dTTP. Phát hiện chính cho thấy dTTP liên kết với enzyme ở một vị trí hoạt động, dẫn đến sự chuyển đổi sang một dạng không hoạt động. Điều này trái ngược với các cơ chế điều hòa allosteric truyền thống, nơi các phân tử điều hòa liên kết với các vị trí riêng biệt. Cấu trúc tinh thể của phức hợp enzyme-dTTP cho thấy sự thay đổi cấu trúc đáng kể tại vị trí hoạt động, bao gồm cả sự mất trật tự của phần C-terminal. Các tác giả đề xuất rằng sự thay đổi cấu trúc này, được thúc đẩy bởi liên kết dTTP, là nguyên nhân làm enzyme mất hoạt tính. Phân tích động học cho thấy sự xuất hiện của một giai đoạn chậm trong quá trình tạo sản phẩm khi có mặt dTTP, điều này phù hợp với giả thuyết về sự chuyển đổi chậm từ dạng không hoạt động sang dạng hoạt động của enzyme. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc về một cơ chế điều hòa enzyme độc đáo, trong đó sự liên kết của một chất nền (hoặc chất ức chế) tại vị trí hoạt động có thể dẫn đến sự bất hoạt của enzyme thông qua việc ổn định một cấu trúc không hoạt động.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• Correspondence
• Abbreviations
• The trimeric dCTP deaminase produces dUTP that is hydrolysed to dUMP by the structurally closely related dUTPase.
• Synthesis of dTMP by thymidylate synthase proceeds by the reductive methylation of dUMP, which is obtained via one of two parallel pathways.
• Results
• Structure analysis
• Enzyme kinetics and equilibrium binding
• Mutational analysis of amino acid residues involved in dTTP regulation of dCTP deaminase
• Discussion
• Experimental procedures
• Materials
• Molecular biology and protein methods
• Enzyme kinetics and equilibrium binding experiments
• Crystallization
• Diffraction data collection
• Structure determination and refinement
• Acknowledgements
• References