A Designed, Highly Efficient Pyrrolysyl-tRNA Synthetase Mutant Binds o-Chlorophenylalanine Using Two Halogen Bonds.
A Designed, Highly Efficient Pyrrolysyl-tRNA Synthetase Mutant Binds o-Chlorophenylalanine Using Two Halogen Bonds.
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DOI：
10.1016/j.jmb.2022.167534
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发表时间：
2022-04-30
影响因子：
5.6
通讯作者：
Liu, Wenshe Ray
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vatansever, Erol C.;Yang, Kai S.;Geng, Zhi Zachary;Qiao, Yuchen;Li, Pingwei;Xu, Shiqing;Liu, Wenshe Ray
关键词：
作为遗传密码扩展最有价值的工具之一，吡咯赖氨酰-tRNA 合成酶（PylRS）在结构上与苯丙氨酰-tRNA 合成酶（PheRS）相关。通过将模拟 PheRS 中配体相互作用的突变引入 PylRS，我们设计了 PylRS 突变体。该突变体被命名为 oClFRS，可识别许多邻位取代的苯丙氨酸，因为它们在琥珀密码子处进行遗传掺入。其催化邻氯苯丙氨酸（o-ClF）遗传掺入的效率优于PylRS催化的Nε-叔丁氧基羰基赖氨酸。与 o-ClF 结合的 oClFRS 的晶体结构表明，o-ClF 深深结合到活性位点的疏水性但无催化活性的口袋中，并涉及两个卤素键以实现强相互作用。 o-ClF 转移到 oClFRS 活性位点中的催化活性位置对于其激活是必要的。这是第一个报道的氨酰-tRNA 合成酶，涉及两个用于连接识别的卤素键，并且可能代表开发氨酰-tRNA 合成酶突变体的替代途径，该突变体对非规范氨基酸的选择性高于天然氨基酸。
As one of the most valuable tools for genetic code expansion, pyrrolysyl-tRNA synthetase (PylRS) is structurally related to phenylalanyl-tRNA synthetase (PheRS). By introducing mutations that mimic ligand interactions in PheRS into PylRS, we designed a PylRS mutant. This mutant, designated as oClFRS, recognizes a number of o-substituted phenylalanines for their genetic incorporation at amber codon. Its efficiency in catalyzing genetic incorporation of o-chlorophenylalanine (o-ClF) is better than that for Nε-tert-butyloxycarbonyl-lysine catalyzed by PylRS. The crystal structure of oClFRS bound with o-ClF shows that o-ClF binds deeply into a hydrophobic but catalytically inactive pocket in the active site and involves two halogen bonds to achieve strong interactions. The shift of o-ClF to a catalytically active position in the oClFRS active site will be necessary for its activation. This is the first reported aminoacyl-tRNA synthetase that involves two halogen bonds for ligation recognition and might represent an alternative route to develop aminoacyl-tRNA synthetase mutants that are selective for noncanonical amino acids over native amino acids.
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DOI：
10.1107/s0907444910045749
发表时间：
2011-04
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Winn MD;Ballard CC;Cowtan KD;Dodson EJ;Emsley P;Evans PR;Keegan RM;Krissinel EB;Leslie AG;McCoy A;McNicholas SJ;Murshudov GN;Pannu NS;Potterton EA;Powell HR;Read RJ;Vagin A;Wilson KS
通讯作者：
Wilson KS
用于快速蛋白质标记的遗传编码的醛。
DOI：
10.1039/c4cc02000f
发表时间：
2014-07-18
期刊：
Chemical communications (Cambridge, England)
影响因子：
--
作者：
Tuley A;Lee YJ;Wu B;Wang ZU;Liu WR
通讯作者：
Liu WR
影响因子：
15
作者：
Schmidt, Moritz J.;Borbas, Julia;Summerer, Daniel
通讯作者：
Summerer, Daniel
影响因子：
16.6
作者：
Wan, Wei;Huang, Ying;Liu, Wenshe R.
通讯作者：
Liu, Wenshe R.
DOI：
10.1107/s0907444909052925
发表时间：
2010-02
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Adams PD;Afonine PV;Bunkóczi G;Chen VB;Davis IW;Echols N;Headd JJ;Hung LW;Kapral GJ;Grosse-Kunstleve RW;McCoy AJ;Moriarty NW;Oeffner R;Read RJ;Richardson DC;Richardson JS;Terwilliger TC;Zwart PH
通讯作者：
Zwart PH