Native state fluctuations in a peroxiredoxin active site match motions needed for catalysis.
Native state fluctuations in a peroxiredoxin active site match motions needed for catalysis.
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DOI：
10.1016/j.str.2021.10.001
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发表时间：
2022-02-03
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Karplus PA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Estelle AB;Reardon PN;Pinckney SH;Poole LB;Barbar E;Karplus PA
过氧化还原蛋白是一种普遍存在的酶，可以解毒过氧化物并调节氧化还原信号。在催化过程中，保守活性位点中的“过氧化”半胱氨酸 (CP) 会还原过氧化物，同时被氧化为 CP-磺酸盐，从而引发局部解折叠事件，从而与第二个“分解”半胱氨酸形成二硫化物。在这里，我们使用核磁共振波谱来探测野油菜黄单胞菌过氧化还原蛋白 Q 的 CP-硫醇盐和二硫化物形式的动力学。静止酶的化学交换饱和转移行为揭示了活性位点及其周围的 26 个残基以 72 s−1 的速率与局部展开的高能（群体的 2.5%）状态进行交换。这明确地证实了酶的 CP-硫醇盐形式中存在催化相关的局部展开平衡。此外，更快的运动意味着活性位点不稳定性，这可能会促进局部展开，并且根据其他工作，由于 CP-磺酸盐的形成而加剧，从而引导酶沿着功能性催化轨迹前进。 Estelle 等人利用 NMR 研究。确定催化相关的局部展开发生在单体过氧化还原蛋白的静息状态下。在这种情况下，与活性位点相关的 26 个残基每秒约 70 次动态地采样高能、局部展开的状态，在任何时刻大约有四分之一的分子填充。
Peroxiredoxins are ubiquitous enzymes that detoxify peroxides and regulate redox signaling. During catalysis, a ‘peroxidatic’ cysteine (CP) in the conserved active site reduces peroxide while being oxidized to a CP-sulfenate, prompting a local unfolding event which enables formation of a disulfide with a second, ‘resolving’ cysteine. Here, we use nuclear magnetic resonance spectroscopy to probe the dynamics of the CP-thiolate and disulfide forms of Xanthomonas campestris Peroxiredoxin Q. Chemical exchange saturation transfer behavior of the resting enzyme reveals 26 residues in and around the active site exchanging at a rate of 72 s−1 with a locally-unfolded, high-energy (2.5% of the population) state. This unequivocally establishes that a catalytically-relevant local-unfolding equilibrium exists in the enzyme’s CP-thiolate form. Also, faster motions imply an active site instability that could promote local unfolding and, based on other work, be exacerbated by CP-sulfenate formation so as to direct the enzyme along a functional catalytic trajectory. Using NMR studies, Estelle et al. establish that catalytically-relevant local-unfolding occurs in the resting state of a monomeric peroxiredoxin. In this case, 26 residues associated with the active site are dynamically – ~70 times per second – sampling a high-energy, locally-unfolded state populated at any moment by about 1 in 40 molecules.
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影响因子：
2.7
作者：
d'Auvergne EJ;Gooley PR
通讯作者：
Gooley PR
影响因子：
2.7
作者：
d'Auvergne EJ;Gooley PR
通讯作者：
Gooley PR
DOI：
10.1093/bioinformatics/bts565
发表时间：
2012-12-01
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Fu L;Niu B;Zhu Z;Wu S;Li W
通讯作者：
Li W
影响因子：
8
作者：
Bhutani, N;Udgaonkar, JB
通讯作者：
Udgaonkar, JB
影响因子：
2.7
作者：
d'Auvergne, EJ;Gooley, PR
通讯作者：
Gooley, PR