Báo cáo khoa học: Crystal structures of CbiL, a methyltransferase involved in anaerobic vitamin B12 biosynthesis, and CbiL in complex with S-adenosylhomocysteine ) implications for the reaction mechanism

Crystal Structures of CbiL, a Methyltransferase Involved in Anaerobic Vitamin B12 Biosynthesis, and CbiL in Complex with S-adenosylhomocysteine – Implications for the Reaction Mechanism

Tác giả: Kei Wada, Jiro Harada, Yuki Yaeda, Hitoshi Tamiaki, Hirozo Oh-oka, and Keiichi Fukuyama

Lĩnh vực: Department of Biological Sciences, Graduate School of Science, Osaka University, Toyonaka, Japan; Department of Bioscience and Biotechnology, Faculty of Science and Engineering, Ritsumeikan University, Kusatsu, Shiga, Japan

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này trình bày cấu trúc tinh thể của CbiL, một enzyme methyltransferase quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp vitamin B12 kỵ khí. CbiL xúc tác cho phản ứng methyl hóa tại vị trí C-20 của vòng tetrapyrrole tuần hoàn, sử dụng S-adenosylmethionine (SAM) làm nguồn nhóm methyl. Quá trình này là một bước điều chỉnh then chốt để chuyển đổi vòng porphyrin thành vòng corrin. Các nhà nghiên cứu đã xác định cấu trúc tinh thể của CbiL từ Chlorobium tepidum và phức hợp của nó với S-adenosylhomocysteine (SAH), một dạng demethyl hóa của SAM. CbiL tồn tại dưới dạng dimer trong tinh thể, với mỗi tiểu đơn vị bao gồm hai miền: N-terminal và C-terminal. SAH liên kết vào một khe giữa hai miền này, được nhận diện thông qua các tương tác hydro và van der Waals. Mô hình hóa vị trí liên kết của chất nền cobalt-factor II cho thấy sự hiện diện của nhóm hydroxyl của Tyr226 ở gần nguyên tử C-20, cũng như các nguyên tử C-1 và C-19 của vòng tetrapyrrole. Điều này dẫn đến đề xuất một cơ chế xúc tác, trong đó Tyr226 đóng vai trò là chất nhận proton nucleophile trong phản ứng methyl hóa kiểu SN2.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• Abstract
• Introduction
• Results and Discussion
• Purification and estimation of the molecular mass of Cbil
• Overall structure of Cbil
• SAM/SAH-binding site
• Substrate-binding model of Cbil suggests the residue axially coordinated to cobalt-factor II
• Implications for the reaction mechanism
• Experimental procedures
• Subcloning of the chil gene into an expression vector
• Purification of His-tagged Cbil
• Crystallization and data collection
• Structure determination and refinement
• Acknowledgements
• References