An active-site guanine participates in glmS ribozyme catalysis in its protonated state.
An active-site guanine participates in glmS ribozyme catalysis in its protonated state.
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DOI：
10.1021/ja207426j
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发表时间：
2011-11-16
影响因子：
15
通讯作者：
Fedor, Martha J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Viladoms, Julia;Scott, Lincoln G.;Fedor, Martha J.
占据类似位置的活性位点鸟嘌呤已被提议用作锤头状、发夹状和glmS核酶中的一般碱基催化剂，但这些鸟嘌呤的具体作用尚未得到最终证实。结构研究将炭疽芽孢杆菌glmS核酶的G33（N1）置于2′-OH亲核体的氢键距离内。从野生型和突变体glmS核酶的切割动力学的pH依赖性确定的表观pKa值不支持G33或任何其他活性位点鸟嘌呤在一般碱催化中的作用。此外，从功能测定获得的表观pKa值和微观pKa值之间的差异，从pH-荧光分布与核酶含有荧光鸟苷类似物，8-氮杂鸟苷，在位置33表明，pH值依赖的催化步骤不涉及G33去质子化。这些结果指向另一种模型，其中G33（N1）以其中性质子化形式提供氢键以稳定过渡态。
Active site guanines that occupy similar positions have been proposed to serve as general base catalysts in hammerhead, hairpin, and glmS ribozymes, but no specific roles for these guanines have been demonstrated conclusively. Structural studies place G33(N1) of the glmS ribozyme of Bacillus anthracis within hydrogen-bonding distance of the 2′-OH nucleophile. Apparent pKa values determined from the pH dependence of cleavage kinetics for wild-type and mutant glmS ribozymes do not support a role for G33, or any other active site guanine, in general base catalysis. Furthermore, discrepancies between apparent pKa values obtained from functional assays and microscopic pKa values obtained from pH-fluorescence profiles with ribozymes containing a fluorescent guanosine analog, 8-azaguanosine, at position 33 suggest that the pH-dependent step in catalysis does not involve G33 deprotonation. These results point to an alternative model in which G33(N1) in its neutral, protonated form, donates a hydrogen bond to stabilize the transition state.
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