Bound ligand motion in crystalline carboxypeptidase A.
Bound ligand motion in crystalline carboxypeptidase A.
复制标题
结晶羧肽酶 A 中的结合配体运动。
DOI：
10.1016/s0006-3495(97)78675-2
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发表时间：
1997
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bryant,RG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang,H;Bryant,RG
得到了羧基肽酶A随机取向晶体中d -苯丙氨酸、l -苯丙氨酸、苯乙酸和苯丙酸的苯基环氘核的氘核磁共振谱。当配体与蛋白质结合时，使用苯基环π翻转的两个位点跳跃模型分析了光谱，该模型包括配体可能与晶体内各向同性或非结合环境交换的可能性。尽管结合袋可能会施加局部动力学约束，但完整的pi翻转运动与所有配体在所有含水量下的光谱一致。在298 K时，l -苯丙氨酸、d -苯丙氨酸、苯丙酸和苯乙酸的pi-flip速率常数分别为7.5 × 10(5) s - 1,1.9 × 10(6) s - 1,4.0 × 10(6) S-1和4.0 × 10(6) S-1，水活度为0.98。与酶结合的配体的pi-翻转速率随含水量的增加而增加。假设活化势垒可以写为G+2 = G+ 20 + baw，其中aw为水活度，苯乙酸和苯丙酸的b值为-1.9 kcal/mol， l -苯丙氨酸为-1.3 kcal/mol， d -苯丙氨酸为-2.1 kcal/mol。苯基乙酸晶体作为苯基环运动的一个例子，被一个已知的和对称的包装环境高度约束。氘谱很复杂，不符合pi-flip运动，但符合24度、34度和72度环跳运动的叠加，概率比为1:1:2。由于晶体中紧密堆积所施加的运动空间有限，这些运动必须是高度协同的，可能是局部相干的；然而，光谱本身并不能证明这个直觉上合理的假设。
Deuterium NMR spectra for the phenyl ring deuterons have been obtained for D-phenylalanine, L-phenylalanine, phenylacetic acid, and phenyl propionic acid in randomly oriented crystals of carboxypeptidase A as a function of water content. The spectra are analyzed using a two-site jump model for phenyl ring pi-flips when the ligand is bound to the protein, and the model includes the possibility that the ligand may exchange with isotropic or unbound environments within the crystal. Although the binding pocket may impose local dynamical constraints, a complete pi-flip motion is consistent with the spectra of all ligands at all water contents. The rate constants for the pi-flip at 298 K are found to be 7.5 x 10(5) S-1, 1.9 x 10(6) S-1, 4.0 x 10(6) S-1, and 4.0 x 10(6) S-1 for L-phenylalanine, D-phenylalanine, phenyl propionic acid, and phenylacetic acid, respectively, at water activity of 0.98. The pi-flip rate for the ligand bound to the enzyme increases with water content. Assuming that the activation barrier may be written, delta G+2 = delta G+2o + baw, where aw is the water activity, and the value of b is -1.9 kcal/mol for phenylacetic acid and phenyl propionic acid, -1.3 kcal/mol for L-phenylalanine, and -2.1 kcal/mol for D-phenylalanine. Phenylacetic acid crystals were studied as an example of a phenyl ring motion that is highly constrained by a known and symmetrical packing environment. The deuterium spectra are complex and are not consistent with pi-flip motions, but they are consistent with a superposition of ring jump motions of 24 degrees, 34 degrees, and 72 degrees, with probabilities in the ratio of 1:1:2. Because of the limited space for motion imposed by the tight packing in the crystal, these motions must be highly cooperative and probably locally coherent; however, the spectra by themselves do not prove this intuitively reasonable hypothesis.
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