Structural Studies on Degradation Mechanisn of Organohalides by Dehalogenase Using Protein-Engineering Techniques

利用蛋白质工程技术进行脱卤酶降解有机卤化物机理的结构研究

基本信息

  • 批准号:
    09660088
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.11万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1998
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Dehalogenases for decomposing harmful organohalides must be developed as soon as possible to clean up environmental pollution. In the present research, structural studies at atomic level on mechanism of degrading substrates organohalides by Pseudomonas sp. YL L-2-haloacid dehalogenase, using protein-engineering techniques. The 2 * X-ray crystal structure analysis of the native enzyme has revealed that each subunit of the dimeric enzyme consists of two domains : the core-domain having a alpha/beta structure with the active site, and four-helix bundle domain for dimerization. Subsequently, 2 * crystal structures of complexes prepared by soaking the S175A mutant crystals in solutions of various substrates, L-2-haloacids, have revealed those of ester intermediates where the side-chain carboxyle oxygen is covalently bonded to the C2 atom of the substrate. In the intermediates, the region of Asp10-Thr14 moves towards the active site, and the substrates lose the halogen and change their configuration from L- to D-forms. In each case, moreover, a new water molecule has been found in the vicinity of the Serl75 hydroxyle. In case of the substrate L-2-haloamide, the electron density peak, which can be assigned as the halide ion released from the substrate, has occurred near the side chain of Arg41 which is expected to be involved in abstraction of the halogen from the substrate. In each intermediate, the carboxyle group of the substrate has been stabilized by hydrogen bonds with the Ser118 hydroxyle and the main-chain amino group of Asn119, and the arkyl group of the substrate has been stabilized byhydrophobic interactions in the hydrophobic pocket.
为了解决环境污染问题,必须尽快开发降解有害有机卤化物的脱卤酶。本研究利用蛋白质工程技术,在原子水平上对假单胞菌YL-2-卤酸脱卤酶降解有机卤化物的机理进行了结构研究。天然酶的2 * X射线晶体结构分析表明,二聚体酶的每个亚基由两个结构域组成:具有活性位点的α/β结构的核心结构域和用于二聚化的四螺旋束结构域。随后,通过将S175 A突变体晶体浸泡在各种底物L-2-卤代酸的溶液中制备的复合物的2 * 晶体结构揭示了酯中间体的那些,其中侧链羧基氧共价键合到底物的C2原子上。在中间体中,Asp 10-Thr 14区域向活性位点移动,底物失去卤素并将其构型从L-变为D-形式。此外,在每种情况下,在Ser 175羟基附近都发现了一个新的水分子。在底物L-2-卤代酰胺的情况下,电子密度峰(其可以被认为是从底物释放的卤离子)出现在Arg 41的侧链附近,预期Arg 41参与从底物中提取卤素。在每个中间体中,底物的羧基通过与Ser 118羟基和Asn 119主链氨基的氢键而稳定,底物的芳基通过疏水口袋中的疏水相互作用而稳定。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yong-Fu Li: "Crystal Structures of Reaction Intermediates of L-2-Haloacid Dehalogenase and Implications for the Reaction Mechanism" Journal of Biological Chemistry. 273巻. (1998)
李永福:“L-2-卤酸脱卤酶反应中间体的晶体结构及其对反应机制的影响”《生物化学杂志》第 273 卷(1998 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
畑 安雄: "L-2-ハロ酸脱ハロゲン化酵素の立体構造と反応機構の解析" 日本結晶学会誌. 39巻・5号. 358-365 (1997)
Yasuo Hata:“L-2-卤酸脱卤酶的三维结构和反应机制的分析”日本晶体学会杂志第39卷第5期。358-365(1997)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
畑 安雄: "L-2-ハロ酸脱ハロゲン化酵素の立体構造と反応機構の解析" 日本結晶学会誌. 39. 358-365 (1997)
Yasuo Hata:“L-2-卤酸脱卤酶的三维结构和反应机制的分析”日本晶体学会杂志39. 358-365(1997)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
藤井知実: "脱ハロゲン化酵素の疑似四次元構造による反応機構解析" バイオサイエンスとインダストリー. 57,1. 37-38 (1999)
Tomomi Fujii:“利用脱卤酶的伪四维结构进行反应机理分析”《生物科学与工业》57,1(1999)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yong-Fu Li: "Crystal Structures of Reaction Intermediates of L-2-Haloacid Dehalogenase and Implications for the Reaction Mechanism" The Journal of Biological Chemistry. 273,24. 15035-15044 (1998)
李永福:“L-2-卤酸脱卤酶反应中间体的晶体结构及其对反应机制的影响”《生物化学杂志》。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

HATA Yasuo其他文献

HATA Yasuo的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('HATA Yasuo', 18)}}的其他基金

Protein-engineenng Studies on Unique Structures and Multi-functional Expression Mechanism of Plant-type Lectins
植物型凝集素独特结构及多功能表达机制的蛋白质工程研究
  • 批准号:
    14560065
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Structural Studies on Association Mechanism of Chaperonin GroE
伴侣蛋白GroE缔合机制的结构研究
  • 批准号:
    05808062
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Structural studies on relationship between the flexibility of loop and the function of enzyme
环柔性与酶功能关系的结构研究
  • 批准号:
    03680048
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似海外基金

Enzyme mechanism analysis of UDP-glucose pyrophosphorylase by X-ray crystal analysis
X射线晶体分析UDP-葡萄糖焦磷酸化酶的酶机制
  • 批准号:
    09680591
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
X-ray crystal analysis facility
X射线晶体分析设备
  • 批准号:
    2021-1993
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Infrastructure Grants (H)
X-ray crystal analysis facility
X射线晶体分析设备
  • 批准号:
    2021-1993
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Infrastructure Grants (H)
X-ray crystal analysis facility
X射线晶体分析设备
  • 批准号:
    2021-1993
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Infrastructure Grants (H)
X-ray crystal analysis facility
X射线晶体分析设备
  • 批准号:
    2021-1990
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Infrastructure Grants (H)
X-ray crystal analysis facility
X射线晶体分析设备
  • 批准号:
    2021-1990
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 2.11万
  • 项目类别:
    Infrastructure Grants (H)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了