Substrate-dependent hysteretic behavior in StEH1-catalyzed hydrolysis of styrene oxide derivatives

Enzyme-Catalyzed Styrene Oxide Hydrolysis

Tên đề tài: Substrate-dependent hysteretic behavior in StEH1-catalyzed hydrolysis of styrene oxide derivatives

Tác giả: Diana Lindberg, Adolf Gogoll and Mikael Widersten

Lĩnh vực: Biochemistry and Organic Chemistry

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này khám phá tính chọn lọc và chọn lọc đồng phân của enzyme Solanum tuberosum epoxide hydrolase 1 (StEH1) thông qua các phép đo trạng thái ổn định và tiền trạng thái ổn định trên một loạt các dẫn xuất của styrene oxide. Kết quả cho thấy sự ưu tiên đối với các đồng phân (S)- hoặc (S,S)- của styrene oxide, 2-methylstyrene oxide và trans-stilbene oxide, với các giá trị E lần lượt là 43, 160 và 2.9. Việc theo dõi giai đoạn tiền trạng thái ổn định của phản ứng với (S,S)-2-methylstyrene oxide đã hé lộ hai tốc độ quan sát được cho sự hình thành alkylenzyme. Tốc độ chậm hơn trong số này cho thấy sự phụ thuộc nồng độ chất nền âm, tương tự như tốc độ hình thành alkylenzyme trong phản ứng với đồng phân (R,R). Hành vi động học này chỉ ra một bước bổ sung ngoài con đường trong cơ chế, được gọi là trễ. Dựa trên dữ liệu này, một cơ chế động học giải thích hành vi động học với tất cả các chất nền được thử nghiệm bởi enzyme này đã được đề xuất. Tính chọn lọc về vị trí của StEH1 trong quá trình thủy phân xúc tác của 2-methylstyrene oxide được xác định bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của các sản phẩm diol được đánh dấu bằng 18O. Đồng phân (S,S)- được tấn công độc quyền tại carbon epoxide C-1, trong khi đồng phân (R,R)- được tấn công ở cả hai vị trí với tỷ lệ 65:35 nghiêng về carbon C-1. Dựa trên kết quả, chúng tôi kết luận rằng sự khác biệt về hiệu quả trong việc ổn định các trung gian alkylenzyme bởi StEH1 là quan trọng đối với tính chọn lọc đồng phân với styrene oxide hoặc trans-stilbene oxide làm chất nền. Với 2-methylstyrene oxide, những thay đổi cấu trúc chậm trong enzyme cũng ảnh hưởng đến hiệu quả xúc tác.