Crystal Structure of Reaction Intermediates in Pyruvate Class II Aldolase
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Notice bibliographique
Résumé
Crystal structures of divalent metal-dependent pyruvate aldolase, HpaI, in complex with substrate and cleavage products were determined to 1.8-2.0 Å resolution. The enzyme·substrate complex with 4-hydroxy-2-ketoheptane-1,7-dioate indicates that water molecule W2 bound to the divalent metal ion initiates C3-C4 bond cleavage. The binding mode of the aldehyde donor delineated a solvent-filled capacious binding locus lined with predominantly hydrophobic residues. The absence of direct interactions with the aldehyde aliphatic carbons accounts for the broad specificity and lack of stereospecific control by the enzyme. Enzymatic complex structures formed with keto acceptors, pyruvate, and 2-ketobutyrate revealed bidentate interaction with the divalent metal ion by C1-carboxyl and C2-carbonyl oxygens and water molecule W4 that is within close contact of the C3 carbon. Arg(70) assumes a multivalent role through its guanidinium moiety interacting with all active site enzymatic species: C2 oxygen in substrate, pyruvate, and ketobutyrate; substrate C4 hydroxyl; aldehyde C1 oxygen; and W4. The multiple interactions made by Arg(70) stabilize the negatively charged C4 oxygen following proton abstraction, the aldehyde alignment in aldol condensation, and the pyruvate enolate upon aldol cleavage as well as support proton exchange at C3. This role is corroborated by loss of aldol cleavage ability and pyruvate C3 proton exchange activity and by a 730-fold increase in the dissociation constant toward the pyruvate enolate analog oxalate in the R70A mutant. Based on the crystal structures, a mechanism is proposed involving the two enzyme-bound water molecules, W2 and W4, in acid/base catalysis that facilitates reversible aldol cleavage. The same reaction mechanism promotes decarboxylation of oxaloacetate.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 découle