Exploring the directionality of Escherichia coli formate hydrogenlyase: a membrane-bound enzyme capable of fixing carbon dioxide to organic acid.
Exploring the directionality of Escherichia coli formate hydrogenlyase: a membrane-bound enzyme capable of fixing carbon dioxide to organic acid.
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DOI：
10.1002/mbo3.365
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发表时间：
2016-10
期刊：
影响因子：
3.4
通讯作者：
Sargent, Frank
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pinske, Constanze;Sargent, Frank
关键词：
在混合酸发酵过程中，大肠杆菌产生甲酸盐，甲酸盐最初被排出细胞。甲酸盐的积累和细胞外pH的下降导致甲酸氢裂解酶（FHL）复合物的生物合成。FHL由膜和锚定在内膜内的可溶性结构域组成。可溶性结构域包括[NiFe]氢化酶和甲酸脱氢酶，其将甲酸氧化直接连接到质子还原，并释放CO2和H2。因此，FHL的功能是在低pH下氧化过量的甲酸盐。FHL亚基与呼吸复合物I的亚基具有相同性。特别是，FHL膜结构域含有亚基（HycC和HycD），它们分别是NuoL/M/N和NuoH的同系物，它们与质子转运有关。在这项工作中，菌株工程和新的检测方法明确证明了FHL在体内和体外的非生理性逆转活性。利用FHL将CO2还原为甲酸盐具有重要的生物技术意义.此外，这两种可能的FHL反应的检测提供了机会，探索生物能量学使用生化和遗传的方法。hycC的综合突变没有鉴定出FHL操作所必需的任何单个氨基酸残基。然而，发现HycD E199、E201和E203残基对于FHL功能至关重要。
During mixed‐acid fermentation Escherichia coli produces formate, which is initially excreted out the cell. Accumulation of formate, and dropping extracellular pH, leads to biosynthesis of the formate hydrogenlyase (FHL) complex. FHL consists of membrane and soluble domains anchored within the inner membrane. The soluble domain comprises a [NiFe] hydrogenase and a formate dehydrogenase that link formate oxidation directly to proton reduction with the release of CO 2 and H2. Thus, the function of FHL is to oxidize excess formate at low pH. FHL subunits share identity with subunits of the respiratory Complex I. In particular, the FHL membrane domain contains subunits (HycC and HycD) that are homologs of NuoL/M/N and NuoH, respectively, which have been implicated in proton translocation. In this work, strain engineering and new assays demonstrate unequivocally the nonphysiological reverse activity of FHL in vivo and in vitro. Harnessing FHL to reduce CO 2 to formate is biotechnologically important. Moreover, assays for both possible FHL reactions provide opportunities to explore the bioenergetics using biochemical and genetic approaches. Comprehensive mutagenesis of hycC did not identify any single amino acid residues essential for FHL operation. However, the HycD E199, E201, and E203 residues were found to be critically important for FHL function.
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DOI：
10.1042/bj20131520
发表时间：
2014-03-15
期刊：
The Biochemical journal
影响因子：
--
作者：
Bowman L;Flanagan L;Fyfe PK;Parkin A;Hunter WN;Sargent F
通讯作者：
Sargent F
影响因子：
5.6
作者：
Doberenz, Claudia;Zorn, Michael;Sawers, R. Gary
通讯作者：
Sawers, R. Gary
影响因子：
2.1
作者：
BEGG, YA;WHYTE, JN;HADDOCK, BA
通讯作者：
HADDOCK, BA
影响因子：
64.8
作者：
Efremov, Rouslan G.;Sazanov, Leonid A.
通讯作者：
Sazanov, Leonid A.
影响因子：
3.5
作者：
BAGRAMYAN, KA;MARTIROSOV, SM
通讯作者：
MARTIROSOV, SM