Mutational and spectroscopic studies of the significance of the active site glutamine to metal ion specificity in superoxide dismutase.
Mutational and spectroscopic studies of the significance of the active site glutamine to metal ion specificity in superoxide dismutase.
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超氧化物歧化酶活性位点谷氨酰胺对金属离子特异性重要性的突变和光谱研究。
DOI：
10.1016/s0162-0134(00)00086-6
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发表时间：
2000
影响因子：
3.9
通讯作者：
Miller,AF
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schwartz,AL;Yikilmaz,E;Vance,CK;Vathyam,S;Koder,RL;Miller,AF
我们正在解决含Fe和Mn的超氧化物歧化酶（SOD）的令人困惑的金属离子特异性[参见C.K.万斯，A. F.米勒，J. Am. 120（3）（1998）461-467]。在这里，我们测试的活性和活性位点完整性的Gln侧链的活性位点氢键网络的中心的意义。我们已经产生了一个突变的MnSOD的活性位点谷氨酰胺的位置特征的铁特异性SOD。根据EPR和NMR谱，当Mn 2+、Fe 3+或Fe 2+结合时，活性位点类似于MnSOD。然而，突变体的铁支持的活性至少是FeSOD的7%，而Fe（Mn）SOD的活性为FeSOD的0%。因此，移动的活性位点谷氨酰胺转换成一个形成性的SOD和谷氨酰胺的Mn-特异性的SOD被证明是重要的，但不是唯一的决定因素的金属离子特异性。事实上，在Fe ~（2+）存在下，Mn ~（2+）、Fe ~（3+）和~ 1H的光谱的细微差异将G77 Q、Q146 A mut-（Mn）SOD与WT（Mn）SOD区分开来，并且可能被证明与金属离子活性相关。用~（15）N NMR直接观察到Fe ~（2+）SOD和Fe ~（2+）（Mn）SOD活性中心Gln的侧链。非常不同的化学位移表明，活性位点谷氨酰胺与Fe 2+在两种蛋白质中的相互作用不同。由于从Gln到Fe的较短距离和与Fe的较强相互作用与较低的Emin Fe（Mn）SOD相关，Gln具有使金属离子上的额外电子密度不稳定的作用。它可以通过稳定与金属离子配位的OH−来做到这一点。
We are addressing the puzzling metal ion specificity of Fe- and Mn-containing superoxide dismutases (SODs) [see C.K.Vance, A.-F. Miller, J. Am. Chem. Soc. 120(3) (1998) 461–467]. Here, we test the significance to activity and active site integrity of the Gln side chain at the center of the active site hydrogen bond network. We have generated a mutant of MnSOD with the active site Gln in the location characteristic of Fe-specific SODs. The active site is similar to that of MnSOD when Mn2+, Fe3+or Fe2+are bound, based on EPR and NMR spectroscopy. However, the mutant’s Fe-supported activity is at least 7% that of FeSOD, in contrast to Fe(Mn)SOD, which has 0% of FeSOD’s activity. Thus, moving the active site Gln converts Mn-specific SOD into a cambialistic SOD and the Gln proves to be important but not the sole determinant of metal-ion specificity. Indeed, subtle differences in the spectra of Mn2+, Fe3+and1H in the presence of Fe2+distinguish the G77Q, Q146A mut-(Mn)SOD from WT (Mn)SOD, and may prove to be correlated with metal ion activity. We have directly observed the side chain of the active site Gln in Fe2+SOD and Fe2+(Mn)SOD by15N NMR. The very different chemical shifts indicate that the active site Gln interacts differently with Fe2+in the two proteins. Since a shorter distance from Gln to Fe and stronger interaction with Fe correlate with a lower Emin Fe(Mn)SOD, Gln has the effect of destabilizing additional electron density on the metal ion. It may do this by stabilizing OH−coordinated to the metal ion.
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DOI：
10.1021/bi9704212
发表时间：
1997
期刊：
Biochemistry.
影响因子：
--
作者：
Whittaker,MM;Whittaker,JW
通讯作者：
Whittaker,JW
嗜热脂肪芽孢杆菌锰超氧化物歧化酶的晶体结构，分辨率为 2.4 A。
影响因子：
5.6
作者：
Michael W. Parker;Colin C.F. Blake
通讯作者：
Colin C.F. Blake
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DOI：
--
发表时间：
1990
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Oh;J. Markley
通讯作者：
J. Markley
来自甲基单胞菌 J 的含铁和锰的超氧化物歧化酶：蛋白质部分和氨基酸序列的同一性。
影响因子：
2.9
作者：
T. Matsumoto;K. Terauchi;T. Isobe;K. Matsuoka;F. Yamakura
通讯作者：
F. Yamakura
影响因子：
4.8
作者：
D. Ose;I. Fridovich
通讯作者：
I. Fridovich