Stabilization of anionic and neutral forms of a fluorophoric ligand at the active site of human carbonic anhydrase I.
Stabilization of anionic and neutral forms of a fluorophoric ligand at the active site of human carbonic anhydrase I.
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稳定人碳酸酐酶 I 活性位点的阴离子和中性形式的荧光配体。
DOI：
10.1016/j.bbapap.2010.06.024
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Srivastava,DK
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Manokaran,Sumathra;Banerjee,Jayati;Mallik,Sanku;Srivastava,DK
我们合成了一种荧光丹酰酰胺衍生物（JB2-48），它填充了人类碳酸酐酶I的整个（15Å深）活性位点袋，并研究了配体结构的磺胺和疏水区域对酶-配体复合物的光谱、动力学和热力学性质的贡献。稳态和荧光寿命数据表明，酶结合配体的磺胺部分的去质子化增加了荧光发射强度和荧光团的寿命。这通过活性位点上的Zn2+辅因子和带负电荷的配体磺胺基团之间的静电相互作用表现出来，这种相互作用在稳定基态和假定的过渡态方面分别贡献了约2.2kcal/mol （ΔΔG°）和0.89kcal/mol （ΔΔG‡）能量。我们提供的证据表明，阴离子和中性形式的JB2-48被酶的互补显微/构象状态稳定。讨论了碳酸酐酶抑制剂基本原理设计中机理研究的意义。
We synthesized a fluorogenic dansylamide derivative (JB2-48), which fills the entire (15Å deep) active site pocket of human carbonic anhydrase I, and investigated the contributions of sulfonamide and hydrophobic regions of the ligand structure on the spectral, kinetic, and thermodynamic properties of the enzyme–ligand complex. The steady-state and fluorescence lifetime data revealed that the deprotonation of the sulfonamide moiety of the enzyme bound ligand increases the fluorescence emission intensity as well as the lifetime of the fluorophores. This is manifested via the electrostatic interaction between the active site resident Zn2+cofactor and the negatively charged sulfonamide group of the ligand, and such interaction contributes to about 2.2kcal/mol (ΔΔG∘) and 0.89kcal/mol (ΔΔG‡) energy in stabilizing the ground and the putative transition states, respectively. We provide evidence that the anionic and neutral forms of JB2-48 are stabilized by the complementary microscopic/conformational states of the enzyme. The implication of the mechanistic studies presented herein in rationale design of carbonic anhydrase inhibitors is discussed.
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