ISOTOPIC PROBES OF ENZYMATIC REACTION MECHANISMS

酶反应机制的同位素探针

基本信息

项目摘要

The broad, long-term objectives for the research described in this proposal are aimed at the elucidation of the complex relationships between structure and function in biological systems. The primary focus of the present application is directed at the mechanism of catalysis and structure of the bacterial phosphotriesterase. This enzyme catalyzes the detoxification or organophosphate neurotoxins through the hydrolysis of phosphorus-oxygen and phosphorus-fluorine bonds. The phosphotriesterase catalyzes the hydrolysis of optimal substrates at the diffusion- controlled limit and a divalent cation is required for catalytic activity. The role of the essential metal ion will be probed by substitution of the native Zn2+ ion with a variety of spectroscopically active cations (Cd2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, and Cu2+). The ligand environment of the metal sites will be addressed by 113Cd-NMR spectroscopy. Interactions between the metal sites and substrates will be obtained using ESR spectroscopy with the paramagnetic metal ion derivatives. The spectroscopic studies will be complemented by replacement of potential amino acid ligands (histidine, cysteine, aspartate, and glutamate) using site-directed mutagenesis protocols. The mutant proteins will be utilized for the sequence specific assignments of the protein ligands to the metal centers and as probes for the role these metal ions play in the catalytic events. The identity and function of other amino acids at the active site of this enzyme will be determined through the design and synthesis of alkynyl phosphate esters. These suicide substrates covalently react with active site nucleophiles and result in complete inactivation of catalysis. Heavy atom oxygen-18 isotope effects with fast and slow substrates using wild type and mutant proteins will be utilized to determine the distribution of transition state structures. An X-ray crystallographic analysis will begin in an effort to determine the three-dimensional structure of the folded protein.
本文所述研究的广泛、长期目标 这些建议旨在阐明复杂的关系 结构和功能之间的联系 主要重点 本申请的第一部分涉及催化机理, 细菌磷酸三酯酶的结构。 这种酶催化 解毒或有机磷神经毒素通过水解 磷-氧键和磷-氟键。 磷酸三酯酶 在扩散时催化最佳底物的水解, 控制限度和二价阳离子需要催化 活动 基本金属离子的作用将通过以下方法来探讨: 用各种光谱学方法取代天然Zn 2+离子, 活性阳离子(Cd 2+、Mn 2+、Ni 2+、Co 2+和Cu 2+)。 配体 金属位点的环境将通过113 Cd-NMR来解决 谱 金属位点和基质之间的相互作用将 使用顺磁性金属离子的ESR光谱获得 衍生物. 光谱研究将得到补充, 潜在的氨基酸配体(组氨酸,半胱氨酸, 天冬氨酸和谷氨酸)。 的 突变蛋白将用于序列特异性分配 蛋白质配体的金属中心,并作为探针的作用, 这些金属离子在催化事件中起作用。 身份和功能 将测定该酶活性部位的其它氨基酸的量 通过炔基磷酸酯的设计和合成。 这些 硅化物底物与活性位点亲核试剂共价反应, 导致催化作用完全失活。 重原子氧-18 使用野生型和突变体的快速和慢速底物的同位素效应 蛋白质将被用来确定过渡的分布 国家结构。 X射线晶体学分析将开始, 努力确定折叠的三维结构 蛋白

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)

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

{{ 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 }}

Frank M. Raushel其他文献

Catalytic detoxification
催化解毒
  • DOI:
    10.1038/469310a
  • 发表时间:
    2011-01-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    48.500
  • 作者:
    Frank M. Raushel
  • 通讯作者:
    Frank M. Raushel
The use of phosphotriesterase in the synthesis of enantiomerically pure ProTide prodrugs
磷酸三酯酶在合成对映体纯的前药ProTide中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.cbi.2025.111597
  • 发表时间:
    2025-09-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.400
  • 作者:
    Andrew N. Bigley;Frank M. Raushel
  • 通讯作者:
    Frank M. Raushel

Frank M. Raushel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('Frank M. Raushel', 18)}}的其他基金

The Discovery of Novel Metabolic Pathways for the Biosynthesis and Degradation of Complex Carbohydrates within the Human Gut Microbiome
人类肠道微生物组内复杂碳水化合物生物合成和降解的新代谢途径的发现
  • 批准号:
    10323657
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
The Discovery of Novel Metabolic Pathways for the Biosynthesis and Degradation of Complex Carbohydrates within the Human Gut Microbiome
人类肠道微生物组内复杂碳水化合物生物合成和降解的新代谢途径的发现
  • 批准号:
    10557076
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
The Discovery of Novel Metabolic Pathways for the Biosynthesis and Degradation of Complex Carbohydrates within the Human Gut Microbiome
人类肠道微生物组内复杂碳水化合物生物合成和降解的新代谢途径的发现
  • 批准号:
    10084621
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
Novel Biochemical Pathways for the Metabolism of Carbohydrates in the Human gut Micriobiome
人类肠道微生物组中碳水化合物代谢的新生化途径
  • 批准号:
    10063528
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
Enzymatic Hydrolysis of Organophosphate Esters
有机磷酸酯的酶水解
  • 批准号:
    9235651
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
The Enzymology of Phosphonate Metabolism
磷酸盐代谢的酶学
  • 批准号:
    8418217
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
The Enzymology of Phosphonate Metabolism
磷酸盐代谢的酶学
  • 批准号:
    8733182
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
The Enzymology of Phosphonate Metabolism
磷酸盐代谢的酶学
  • 批准号:
    9113961
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
Deciphering Enzyme Specificity: Amidohydrolase Superfamily
破译酶的特异性:酰胺水解酶超家族
  • 批准号:
    7743893
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
Amidohydrolase Superfamiily
酰胺水解酶超家族
  • 批准号:
    6854961
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:

相似海外基金

Collaborative Research: Beyond the Single-Atom Paradigm: A Priori Design of Dual-Atom Alloy Active Sites for Efficient and Selective Chemical Conversions
合作研究:超越单原子范式:双原子合金活性位点的先验设计,用于高效和选择性化学转化
  • 批准号:
    2334970
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF-BSF: Towards a Molecular Understanding of Dynamic Active Sites in Advanced Alkaline Water Oxidation Catalysts
NSF-BSF:高级碱性水氧化催化剂动态活性位点的分子理解
  • 批准号:
    2400195
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Beyond the Single-Atom Paradigm: A Priori Design of Dual-Atom Alloy Active Sites for Efficient and Selective Chemical Conversions
合作研究:超越单原子范式:双原子合金活性位点的先验设计,用于高效和选择性化学转化
  • 批准号:
    2334969
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mechanochemical synthesis of nanocarbon and design of active sites for oxygen reducton/evolution reactions
纳米碳的机械化学合成和氧还原/演化反应活性位点的设计
  • 批准号:
    23K04919
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Creation of porous inorganic frameworks with controlled structure of metal active sites by the building block method.
通过积木法创建具有金属活性位点受控结构的多孔无机框架。
  • 批准号:
    22KJ2957
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Catalysis of Juxaposed Active Sites Created in Nanospaces and Their Applications
纳米空间中并置活性位点的催化及其应用
  • 批准号:
    23K04494
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Generation of carbon active sites by modifying the oxygen containing functional groups and structures of carbons for utilizing to various catalytic reactions.
通过修饰碳的含氧官能团和结构来产生碳活性位点,用于各种催化反应。
  • 批准号:
    23K13831
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
CAREER: CAS: Understanding the Chemistry of Palladium and Silyl Compounds to Design Catalyst Active Sites
职业:CAS:了解钯和甲硅烷基化合物的化学性质以设计催化剂活性位点
  • 批准号:
    2238379
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS: Collaborative Research: Tailoring the Distribution of Transient vs. Dynamic Active Sites in Solid-Acid Catalysts and Their Impacts on Chemical Conversions
CAS:合作研究:定制固体酸催化剂中瞬时活性位点与动态活性位点的分布及其对化学转化的影响
  • 批准号:
    2154399
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Engineering of Active Sites in Heterogeneous Catalysts for Sustainable Chemical and Fuel Production.
用于可持续化学和燃料生产的多相催化剂活性位点工程。
  • 批准号:
    RGPIN-2019-06633
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 21.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了