The Crystal Structure of Dph2 in Complex with Elongation Factor 2 Reveals the Structural Basis for the First Step of Diphthamide Biosynthesis.
The Crystal Structure of Dph2 in Complex with Elongation Factor 2 Reveals the Structural Basis for the First Step of Diphthamide Biosynthesis.
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DPH2与伸长因子2的复合物中的晶体结构揭示了双胺生物合成的第一步的结构基础。
DOI：
10.1021/acs.biochem.9b00718
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发表时间：
2019-10-29
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Ealick SE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fenwick MK;Dong M;Lin H;Ealick SE
延伸因子2(EF-2)是一种5个结构域的、依赖于GTP的核糖体转位酶，在与核糖体结合之前，它经过翻译后修饰，在结构域IV的特定组氨酸残基上形成敌草胺。考古细菌生物合成二甲胺的第一步是由Dph2催化的，Dph2是一种具有非规范结构的同源二聚体S-腺苷蛋氨酸酶。在这里，我们描述了与MsEF-2的两个分子结合的史密斯甲烷短杆菌Dph2同源二聚体的3.5？分辨率晶体结构，其中一个分子是有序的，另一个是大部分无序的。MsEF-2与MsDph2的两个原基结合，结构域IV与一个原基的活性部位结合，结构域III与相邻原基的表面α-螺旋结合。将结构域IV的组氨酸底物插入活性部位，首次揭示了Dph2活性部位与其靶底物的复合体结构。我们还测定了与5-ʹ-甲硫腺苷结合的MsDph2的高分辨晶体结构，该晶体结构显示保守的精氨酸残基被保守的苯丙氨酸和天冬氨酸残基导向结合SAM的羧基。诱变实验表明，精氨酸在敌草胺生物合成的第一步中起着重要作用。
Elongation factor 2 (EF-2), a five-domain, GTP-dependent ribosomal translocase of archaebacteria and eukaryotes, undergoes post-translational modification to form diphthamide on a specific histidine residue in domain IV prior to binding the ribosome. The first step of diphthamide biosynthesis in archaebacteria is catalyzed by Dph2, a homodimeric radical S-adenosylmethionine (SAM) enzyme having a non-canonical architecture. Here, we describe a 3.5 Å resolution crystal structure of the Methanobrevibacter smithii Dph2 homodimer bound to two molecules of MsEF-2, one of which is ordered and the other largely disordered. MsEF-2 is bound to both protomers of MsDph2, with domain IV bound to the active site of one protomer and domain III bound to a surface α-helix of an adjacent protomer. The histidine substrate of domain IV is inserted into the active site, which reveals for the first time the architecture of the Dph2 active site in complex with its target substrate. We also determined a high-resolution crystal structure of isolated MsDph2 bound to 5ʹ-methylthioadenosine that shows a conserved arginine residue pre-oriented by conserved phenylalanine and aspartate residues for binding the carboxylate group of SAM. Mutagenesis experiments suggest that the arginine plays an important role in the first step of diphthamide biosynthesis.
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DOI：
10.1107/s0907444905036693
发表时间：
2006-01-01
影响因子：
2.2
作者：
Evans, P
通讯作者：
Evans, P
影响因子：
3.7
作者：
Hawer H;Ütkür K;Arend M;Mayer K;Adrian L;Brinkmann U;Schaffrath R
通讯作者：
Schaffrath R
影响因子：
11.4
作者：
CZWORKOWSKI, J;WANG, J;MOORE, PB
通讯作者：
MOORE, PB
影响因子：
15
作者：
Dong M;Horitani M;Dzikovski B;Freed JH;Ealick SE;Hoffman BM;Lin H
通讯作者：
Lin H
影响因子：
2.9
作者：
Hayward, S;Lee, RA
通讯作者：
Lee, RA