分享一篇發(fā)表在Nature Chemical Biology上的文章，本文的通訊作者是來自英國Glasgow大學(xué)的Jesko Koehnke教授。
絕大多數(shù)天然蛋白都是由L構(gòu)型的氨基酸組成，然而，D構(gòu)型的氨基酸在一些多肽或蛋白質(zhì)中發(fā)揮著重要的作用，如肽聚糖。作者報導(dǎo)了一種可以催化肉毒霉素中Asp7的差向異構(gòu)化過程的酶BotH。為了研究該酶的作用機(jī)制，作者使用了一組肉毒霉素的差向異構(gòu)體混合物3a(D-Asp)/3b(L-Asp)與BotH進(jìn)行作用，得到了在不同的酶濃度下3a/3b的相對含量結(jié)果。作者又進(jìn)一步使用氘水來進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)3a和3b均有明顯的H/D交換，證明3a和3b均是BotH的底物。
為了進(jìn)一步探究該過程的作用機(jī)制，作者用X射線衍射得到了BotH-3a復(fù)合物的高分辨結(jié)構(gòu)，指認(rèn)了活性口袋中的氫鍵與疏水相互作用。與此同時，作者還對于BotH的底物進(jìn)行了突變研究，發(fā)現(xiàn)僅當(dāng)7號位的氨基酸側(cè)鏈存在羧基(Asp/Glu)時才可以在BotH催化下發(fā)生差向異構(gòu)化反應(yīng)，且Glu的活性遠(yuǎn)低于Asp.
基于上述信息，作者提出了一個離子型的反應(yīng)機(jī)理，在Asp側(cè)鏈羧基和噻唑環(huán)羧基的輔助下，實現(xiàn)了噻唑環(huán)的亞胺式結(jié)構(gòu)與烯胺式結(jié)構(gòu)之間的異構(gòu)化過程，而由于酶活性口袋中的手性環(huán)境，Asp的Cα在這一平衡中采取更穩(wěn)定的的D構(gòu)型。
本文作者：WZL
責(zé)任編輯：LZH
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41589-020-0569-y
原文引用：DOI：10.1038/s41589-020-0569-y
