Báo cáo khoa học: The crystal structure of pyruvate decarboxylase from Kluyveromyces lactis Implications for the substrate activation mechanism of this enzyme

The Crystal Structure of Pyruvate Decarboxylase from Kluyveromyces Lactis

Tác giả: Steffen Kutter, Georg Wille, Sandy Relle, Manfred S. Weiss, Gerhard Hübner, Stephan König

Lĩnh vực: Hóa sinh, Cấu trúc phân tử

Nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này trình bày cấu trúc tinh thể của enzyme pyruvate decarboxylase (PDC) từ nấm men Kluyveromyces lactis (K/PDC) ở độ phân giải 2.26 Å. Tương tự như các enzyme nấm men khác, K/PDC chịu sự điều hòa allosteric bởi cơ chất, trong đó sự gắn kết cơ chất tại một vị trí điều hòa sẽ kích hoạt hoạt tính xúc tác. Quá trình này đi kèm với những thay đổi cấu trúc và sắp xếp lại các tiểu đơn vị. Không giống như dạng không hoạt hóa của enzyme tương ứng từ Saccharomyces cerevisiae (ScPDC), dạng K/PDC không cần chất hoạt hóa vẫn tồn tại ở trạng thái nửa đóng, với hai trong bốn vị trí hoạt động bị đóng lại do sự ổn định của các vùng lặp (loop regions). Tuy nhiên, một trong các vùng lặp này (tàn dư 105–113) vẫn giữ được tính linh hoạt. Nghiên cứu cũng so sánh cấu trúc và động học kích hoạt cơ chất giữa K/PDC và ScPDC, gợi ý về sự cân bằng giữa trạng thái mở và nửa đóng của các tetramer PDC nấm men, với K/PDC ưu tiên trạng thái nửa đóng. Sự cấu trúc hóa của vùng lặp linh hoạt 105-113 được xem là bước quan trọng trong quá trình kích hoạt cơ chất của K/PDC.

Mục lục chi tiết:

• The crystal structure of pyruvate decarboxylase from Kluyveromyces lactis
• Implications for the substrate activation mechanism of this enzyme
• Keywords
• Correspondence
• Present address
• Abstract
• Introduction
• Results
• Quality of the crystal structure model
• Table 1. Data collection and processing statistics.
• Table 2. Refinement statistics.
• Fig. 1. Ca trace of the crystal structure model of the Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC) tetramer.
• Fig. 2. Ribbon representation of the Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC) monomer.
• Overall structure
• Subunit structure
• Fig. 3. Superposition of the main chain atoms of tetramers of Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC) and pyruvamide-activated Saccharomyces cerevisiae PDC (ScPDC).
• Fig. 4. Comparison of the dimer arrangement within the tetramers of Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC), Saccharomyces cerevisiae PDC (ScPDC) and pyruvamide-activated ScPDC (PA-ScPDC).
• Structure of the active site
• Amino acid substitutions
• Fig. 5. Stereo view of the active site in Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC).
• Fig. 6. Location of amino acid residues resulting from nonhomologous exchanges in Kluyveromyces lactis pyruvate decarboxylase (K/PDC) compared to Saccharomyces cerevisiae PDC (ScPDC) at the dimer interface of the tetramer.
• Discussion
• Experimental procedures
• Protein expression and purification
• ScPDC
• KIPDC
• Crystallization
• Data collection
• Structure solution and refinement
• Acknowledgements
• References