Biochemical and Structural Studies of Uncharacterized Protein PA0743 from Pseudomonas aeruginosa Revealed NAD+-dependent l-Serine Dehydrogenase
Notice bibliographique
Résumé
The β-hydroxyacid dehydrogenases form a large family of ubiquitous enzymes that catalyze oxidation of various β-hydroxy acid substrates to corresponding semialdehydes. Several known enzymes include β-hydroxyisobutyrate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, 2-(hydroxymethyl)glutarate dehydrogenase, and phenylserine dehydrogenase, but the vast majority of β-hydroxyacid dehydrogenases remain uncharacterized. Here, we demonstrate that the predicted β-hydroxyisobutyrate dehydrogenase PA0743 from Pseudomonas aeruginosa catalyzes an NAD+-dependent oxidation of l-serine and methyl-l-serine but exhibits low activity against β-hydroxyisobutyrate. Two crystal structures of PA0743 were solved at 2.2–2.3-Å resolution and revealed an N-terminal Rossmann fold domain connected by a long α-helix to the C-terminal all-α domain. The PA0743 apostructure showed the presence of additional density modeled as HEPES bound in the interdomain cleft close to the predicted catalytic Lys-171, revealing the molecular details of the PA0743 substrate-binding site. The structure of the PA0743-NAD+ complex demonstrated that the opposite side of the enzyme active site accommodates the cofactor, which is also bound near Lys-171. Site-directed mutagenesis of PA0743 emphasized the critical role of four amino acid residues in catalysis including the primary catalytic residue Lys-171. Our results provide further insight into the molecular mechanisms of substrate selectivity and activity of β-hydroxyacid dehydrogenases. The β-hydroxyacid dehydrogenases form a large family of ubiquitous enzymes that catalyze oxidation of various β-hydroxy acid substrates to corresponding semialdehydes. Several known enzymes include β-hydroxyisobutyrate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, 2-(hydroxymethyl)glutarate dehydrogenase, and phenylserine dehydrogenase, but the vast majority of β-hydroxyacid dehydrogenases remain uncharacterized. Here, we demonstrate that the predicted β-hydroxyisobutyrate dehydrogenase PA0743 from Pseudomonas aeruginosa catalyzes an NAD+-dependent oxidation of l-serine and methyl-l-serine but exhibits low activity against β-hydroxyisobutyrate. Two crystal structures of PA0743 were solved at 2.2–2.3-Å resolution and revealed an N-terminal Rossmann fold domain connected by a long α-helix to the C-terminal all-α domain. The PA0743 apostructure showed the presence of additional density modeled as HEPES bound in the interdomain cleft close to the predicted catalytic Lys-171, revealing the molecular details of the PA0743 substrate-binding site. The structure of the PA0743-NAD+ complex demonstrated that the opposite side of the enzyme active site accommodates the cofactor, which is also bound near Lys-171. Site-directed mutagenesis of PA0743 emphasized the critical role of four amino acid residues in catalysis including the primary catalytic residue Lys-171. Our results provide further insight into the molecular mechanisms of substrate selectivity and activity of β-hydroxyacid dehydrogenases.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».