Báo cáo khoa học: Electrostatic role of aromatic ring stacking in the pH-sensitive modulation of a chymotrypsin-type serine protease, Achromobacter protease I

Electrostatic role of aromatic ring stacking in the pH-sensitive modulation of a chymotrypsin-type serine protease, Achromobacter protease I

Tác giả: Kentaro Shiraki, Shigemi Norioka, Shaoliang Li, Kiyonobu Yokota, Fumio Sakiyama

Lĩnh vực: Biochemistry, Enzymology, Structural Biology

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này khám phá vai trò của sự xếp chồng vòng thơm trong việc điều chỉnh hoạt động nhạy cảm với pH của protease serine loại chymotrypsin, Achromobacter protease I (API). API có một vùng xếp chồng vòng thơm độc đáo giữa Trp169 và His210, nằm gần bộ ba xúc tác. Sự xếp chồng này được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc dịch chuyển pH tối ưu sang vùng kiềm, với phạm vi pH hoạt động cao nhất từ 8.5 đến 10. Các biến thể có các gốc amino acid nhỏ hơn thay thế cho Trp169 cho thấy pH tối ưu thấp hơn ở phía axit. Ngược lại, việc thay thế His210 bằng Ala hoặc Ser làm giảm đáng kể pH tối ưu ở phía axit. Phân tích năng lượng tối thiểu hóa cho các cấu trúc đột biến gợi ý rằng sự xếp chồng vòng thơm giữa Trp169 và His210 có vai trò cách ly tương tác tĩnh điện giữa His210 và Asp113 khỏi dung môi. Điều này điều chỉnh hoạt động ở pH trung tính và hoạt động cao ở pH kiềm, liên quan đến sự cản trở mạng lưới liên kết hydro trong các gốc bộ ba xúc tác. Kết quả cho thấy sự xếp chồng π-π có một chức năng mới trong vùng phản ứng của enzyme này, góp phần vào sự điều chỉnh hoạt động nhạy cảm với pH.

Mục lục chi tiết:

• Introduction
• Materials and Methods
• Results
• Discussion
• Acknowledgements
• References