A rotary mechanism for allostery in bacterial hybrid malic enzymes.
A rotary mechanism for allostery in bacterial hybrid malic enzymes.
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细菌杂交苹果酸酶变构的旋转机制。
DOI：
10.1038/s41467-021-21528-2
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发表时间：
2021-02-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lovering AL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harding CJ;Cadby IT;Moynihan PJ;Lovering AL
细菌杂合苹果酸酶（MaeB 分组，多结构域）催化苹果酸向丙酮酸的转化，并且是细胞还原能力和碳通量的主要贡献者。与其他苹果酸酶亚型不同，这种杂合酶受乙酰辅酶A（细胞代谢状态的分子指标）调节。在这里，我们解析了 MaeB 蛋白的结构，该结构揭示了杂合酶使用附加的磷酸转乙酰酶 (PTA) 结构域形成六聚体传感器，将乙酰辅酶 A 的占用情况传达给 60 Å 外的苹果酸酶活性位点。我们证明变构是由大规模重排控制的，该重排使催化亚基在两种状态之间旋转 70°，将 MaeB 确定为研究配体诱导构象变化的新模型酶。我们的工作为混合苹果酸酶的代谢控制提供了机制基础，并鉴定了可能在合成生物学中有用的抑制不敏感变体。细菌苹果酸酶 (ME) 将苹果酸转化为丙酮酸。一组是混合 ME 酶，受乙酰辅酶 A 调节，将酶活性与细胞的代谢状态联系起来。代表性杂种 ME MaeB 的结构揭示了大的构象重排，为深入了解乙酰辅酶 A 的变构抑制机制提供了线索。
Bacterial hybrid malic enzymes (MaeB grouping, multidomain) catalyse the transformation of malate to pyruvate, and are a major contributor to cellular reducing power and carbon flux. Distinct from other malic enzyme subtypes, the hybrid enzymes are regulated by acetyl-CoA, a molecular indicator of the metabolic state of the cell. Here we solve the structure of a MaeB protein, which reveals hybrid enzymes use the appended phosphotransacetylase (PTA) domain to form a hexameric sensor that communicates acetyl-CoA occupancy to the malic enzyme active site, 60 Å away. We demonstrate that allostery is governed by a large-scale rearrangement that rotates the catalytic subunits 70° between the two states, identifying MaeB as a new model enzyme for the study of ligand-induced conformational change. Our work provides the mechanistic basis for metabolic control of hybrid malic enzymes, and identifies inhibition-insensitive variants that may find utility in synthetic biology. Bacterial malic enzymes (ME) transform malate to pyruvate. One group, hybrid ME enzymes, are regulated by acetyl-CoA, linking the enzyme activity to the metabolic state of the cell. Structures of a representative hybrid ME MaeB reveal large conformational rearrangements that provide insight into the mechanism of allosteric inhibition by acetyl-CoA.
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DOI：
10.1107/s0907444910051218
发表时间：
2011-04
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Biological crystallography
影响因子：
--
作者：
Bunkóczi G;Read RJ
通讯作者：
Read RJ
影响因子：
3.2
作者：
Lerondel, Guillaume;Doan, Thierry;Aymerich, Stephane
通讯作者：
Aymerich, Stephane
影响因子：
2.9
作者：
Choe, JY;Fromm, HJ;Honzatko, RB
通讯作者：
Honzatko, RB
影响因子：
4.4
作者：
Kawai, S;Suzuki, H;Kumagai, H
通讯作者：
Kumagai, H
影响因子：
4.4
作者：
Gourdon, P;Baucher, MF;Guyonvarch, A
通讯作者：
Guyonvarch, A