2mad (Italian)

Noi abbiamo determinato le struttura cristallografica della methylamine dehydrogenase (MADH) di Thiobacillus versutus inibita dal methylhydrazine e da (2,2,2-trifluoroethyl)hydrazine per identificare la parte reattiva del gruppo ortoquinone del cofattore derivato dal tryptophan presente nella MADH. Dalla densità elettronica addizionale, legata al C6 del cofattore tryptophyl tryptophanquinone, dimostra che questo atomo e non il C7 è la parte reattiva della metà del gruppo orto-quinone. La densità rimasta dopo l'inibizione dell'hydrazine è molta meno estesa che aspettata, suggerendo che quel guasto parziale degli inibitori dopo la reazione col cofattore può succedere comunque. Una descrizione dettagliata è presentata del vicinato del cofattore in un modello migliorato della MADH dal quale ora include informazioni dalla sequenza del gene (recentemente determinata ) della sub-unità che contiene il cofattore [Ubbink, M., van Kleef, M.A.G., Kleinjan, D., Hoitink, C.W.G., Huitema, F., Beintema, J.J., Duine, J.A., & Canters, G.W. (1991) Eur. J. Biochem. 202, 1003-1012]. Noi facciamo l'ipotesi che Asp76 è responsabile per l'estrazione di protone dall'alfa-carbone del sostrato durante la catalisi.

Active site structure of methylamine dehydrogenase: hydrazines identify C6 as the reactive site of the tryptophan-derived quinone cofactor., Huizinga EG, van Zanten BA, Duine JA, Jongejan JA, Huitema F, Wilson KS, Hol WG, Biochemistry. 1992 Oct 13;31(40):9789-95. PMID:1390754

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La struttura tridimensionale della methylamine dehydrogenase dal Thiobacillus versutus è stata determinata a una risoluzione di 2.25 A, da una combinazione di sostituzione isomorfa multipla, estenzione di fasi con appiattimento del solvente, e calcolo delle fasi usando strutture parziale dopo affinamento con dinamica molecolare. Nella mappa risultante, le catene di polipeptidi potrebbe essere seguite per ambo le sub-unità, ed una sequenza agli raggi X fu stabilita. L'enzima tetramerica, fece su di due sub-unità pesante (H) e due sub-unità leggere (L), è un parallellepipedo piatto con dimensioni di approssimativamente 76 x 61 x 45 A. La sub-unità H, mentre comprendendo 370 residui, è fatta su di due segmenti distinti: i primi 31 residui formano un'estensione che abbraccia una delle sub-unità L; i residui rimanenti sono trovati in un dominio a forma di disco. Questo dominio è formato da una sistemazione circolare di sette beta-fogli antiparalleli a quattro fili ciascuno di topologia identica, con simmetria approssimativa di ordine 7. Nonostante le differenze distinte, questa sistemazione ricorda la struttura trovata nella neuraminidase del virus dell'influenza. La sub-unità L consiste di 121 residui, 53 di questi formano un ponteggio di beta-fogli fatto da un foglio centrale antiparallelo a tre fili, affiancato da due fogli antiparalleli a due fili più corti. I residui rimanenti sono trovati in segmenti di struttura irregolare. Questa sub-unità è stabilizzata da sei ponti di disolfuro, più due ponti covalenti che comportano il quinone cofattore e i residui 57 e 107 di questa sub-unità. Il sito attivo è localizzato in un canale alla regione di interfaccia tra le sub-unità H ed L, e la densità elettronica in questa parte della molecola suggerisce che il cofattore di questa enzima non è il pyrrolo quinoline quinone (PQQ) stesso, ma sarebbe invece un precursore di PQQ.

Structure of quinoprotein methylamine dehydrogenase at 2.25 A resolution., Vellieux FM, Huitema F, Groendijk H, Kalk KH, Jzn JF, Jongejan JA, Duine JA, Petratos K, Drenth J, Hol WG, EMBO J. 1989 Aug;8(8):2171-8. PMID:2792083

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Fred Vellieux, Eran Hodis

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