Molecular basis of C-S bond cleavage in the glycyl radical enzyme isethionate sulfite-lyase.
Molecular basis of C-S bond cleavage in the glycyl radical enzyme isethionate sulfite-lyase.
复制标题
DOI：
10.1016/j.chembiol.2021.03.001
复制
发表时间：
2021-09-16
影响因子：
8.6
通讯作者：
Balskus EP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dawson CD;Irwin SM;Backman LRF;Le C;Wang JX;Vennelakanti V;Yang Z;Kulik HJ;Drennan CL;Balskus EP
细菌甘酰基自由基酶（GRE）异硫代酸亚裂解酶（IslA）对异硫代酸进行脱硫，产生亚硫酸盐，亚硫酸盐是呼吸作用的底物，进而产生与疾病相关的代谢物硫化氢。在这里，我们展示了来自Bilophila wadsworthia的野生型IslA的2.7 Å分辨率x射线结构。与其他GREs相比，活性位点β链的交替定位允许不同的残基位置有助于底物结合。这些结构上的差异，再加上序列的变化，为带负电荷的异乙硫酸盐底物的结合创造了一个高度定制的活性位点。通过对14个IslA变体的动力学分析和计算分析，探讨了自由基化学作用于C-S键裂解的机理。这项工作进一步阐明了GRE超家族的化学结构基础，并将为基于结构的IsIA抑制剂设计提供信息，从而为微生物硫化氢生产提供信息。人类肠道中亚硫酸盐生成的分子基础人类肠道中发现的一种甘酰基自由基酶的晶体学照片研究了基于自由基的C-S键裂解的分子机制典型的甘酰基自由基酶β桶被量身定制以使硫酸盐结合Dawson， Irwin等人提供了亚硫酸盐的分子描述，亚硫酸盐是癌症和克罗恩病相关代谢产物硫化氢的前兆，是由异硫代酸在人体肠道菌群中的亚硫代异硫代酸裂解酶产生的。
Desulfonation of isethionate by the bacterial glycyl radical enzyme (GRE) isethionate sulfite-lyase (IslA) generates sulfite, a substrate for respiration that in turn produces the disease-associated metabolite hydrogen sulfide. Here, we present a 2.7 Å resolution X-ray structure of wild-type IslA from Bilophila wadsworthia with isethionate bound. In comparison with other GREs, alternate positioning of the active site β strands allows for distinct residue positions to contribute to substrate binding. These structural differences, combined with sequence variations, create a highly tailored active site for the binding of the negatively charged isethionate substrate. Through the kinetic analysis of 14 IslA variants and computational analyses, we probe the mechanism by which radical chemistry is used for C-S bond cleavage. This work further elucidates the structural basis of chemistry within the GRE superfamily and will inform structure-based inhibitor design of IsIA and thus of microbial hydrogen sulfide production. Molecular basis for sulfite production in the human gut Crystallographic snapshots of a glycyl radical enzyme found in the human gut Molecular mechanism of radical-based C-S bond cleavage investigated Canonical glycyl radical enzyme β barrel is tailored to enable sulfonate binding Dawson, Irwin et al. provide a molecular depiction of how sulfite, a precursor to the cancer- and Crohn's disease-associated metabolite hydrogen sulfide, is generated from isethionate by the enzyme isethionate sulfite-lyase in the human gut microbiota.
登录
查看更多内容
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：
2.2
作者：
AHLMAN, B;LEIJONMARCK, CE;WERNERMAN, J
通讯作者：
WERNERMAN, J
影响因子：
2.9
作者：
DiDonato, Michael;Krishna, S. Sri;Wilson, Ian A.
通讯作者：
Wilson, Ian A.
影响因子：
8.6
作者：
Bodea S;Funk MA;Balskus EP;Drennan CL
通讯作者：
Drennan CL
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K