Mutational Analysis of Linalool Dehydratase Isomerase Suggests That Alcohol and Alkene Transformations Are Catalyzed Using Noncovalent Mechanisms
Mutational Analysis of Linalool Dehydratase Isomerase Suggests That Alcohol and Alkene Transformations Are Catalyzed Using Noncovalent Mechanisms
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芳樟醇脱水酶异构酶的突变分析表明酒精和烯烃的转化是通过非共价机制催化的
DOI：
10.1021/acscatal.0c02958
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
12.9
通讯作者：
Cuetos A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cuetos A
水合酶催化的非活性烯烃和醇的相互转化在生物技术中具有巨大的潜力，可用于生产精细和大宗化学品。LinD是一种不依赖于辅因子的酶，其催化叔醇（S）-芳樟醇可逆（脱）水合为三烯β-月桂烯，以及其异构化为伯醇香叶醇。LinD的结构信息诱变，随后进行活性研究，证实了残基C171，C180和H129在水活化中对β-月桂烯水合为芳樟醇的重要作用。然而，没有证据表明共价硫萜中间体被发现使用X射线晶体学，质谱，或QM/MM轻推弹性带模拟。标记和NMR实验证实了残基D39在芳樟醇异构化为香叶醇的芳樟醇碳C10的质子化（去质子化）中的作用，以及β-月桂烯在该异构化反应中的中间体作用。X-射线，分子动力学和活性研究也表明了一个显着的作用，催化的移动的蛋氨酸残基M125，它存在于不同的突变体结构中的基本上改变了方向。
The interconversion of non-activated alkenes and alcohols, catalyzed by (de)hydratases, has great potential in biotechnology for the generation of fine and bulk chemicals. LinD is a cofactor-independent enzyme that catalyzes the reversible (de)hydration of the tertiary alcohol (S)-linalool to the triene beta-myrcene, and also its isomerization to the primary alcohol geraniol. Structure-informed mutagenesis of LinD, followed by activity studies, confirmed essential roles for residues C171, C180 and H129 in water activation for the hydration of beta-myrcene to linalool. However, no evidence of covalent thioterpene intermediates was found using either X-ray crystallography, mass spectrometry, or QM/MM nudged elastic band simula-tions. Labelling and NMR experiments confirmed a role for residue D39 in (de)protonation of the linalool carbon C10 in the isomerization of linalool to geraniol and also the intermediacy of beta-myrcene in this isomerization reaction. X-ray, molecular dynamics and activity studies also suggested a significant role in catalysis for a mobile methionine residue M125, which exists in substantially altered orientations in different mutant structures.
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