Hydroxynaphthaldehyde Phosphate Derivatives as Potent Covalent Schiff Base Inhibitors of Fructose-1,6-bisphosphate Aldolase
Notice bibliographique
Résumé
Interactions of phosphate derivatives of 2,6-dihydroxynaphthalene (NA-P(2)) and 1,6-dihydroxy-2-naphthaldehyde (HNA-P, phosphate at position 6) with fructose-1,6-bisphosphate aldolase from rabbit muscle were analyzed by enzyme kinetics, difference spectroscopy, site-directed mutagenesis, mass spectrometry, and molecular dynamics. Enzyme activity was competitively inhibited by NA-P(2), whereas HNA-P exhibited slow-binding inhibition with an overall inhibition constant of approximately 24 nM. HNA-P inactivation was very slowly reversed with t(1/2) approximately 10 days. Mass spectrometry and spectrophotometric absorption indicated that HNA-P inactivation occurs by Schiff base formation. Rates of enzyme inactivation and Schiff base formation by HNA-P were identical and corresponded to approximately 4 HNA-P molecules bound par aldolase tetramer at maximal inhibition. Site-directed mutagenesis of conserved active site lysine residues 107, 146, and 229 and Asp-33 indicated that Schiff base formation by HNA-P involved Lys-107 and was promoted by Lys-146. Titration of Lys-107 by pyridoxal 5-phosphate yielded a microscopic pK(a) approximately 8 for Lys-107, corroborating a role as nucleophile at pH 7.6. Site-directed mutagenesis of Ser-271, an active site residue that binds the C(1)-phosphate of dihydroxyacetone phosphate, diminished HNA-P binding and enabled modeling of HNA-P in the active site. Molecular dynamics showed persistent HNA-P phosphate interactions with the C(1)-phosphate binding site in the noncovalent adduct. The naphthaldehyde hydroxyl, ortho to the HNA-P aldehyde, was essential for promoting carbinolamine precursor formation by intramolecular catalysis. The simulations indicate a slow rate of enzyme inactivation due to competitive inhibition by the phenate form of HNA-P, infrequent nucleophilic attack in the phenol form, and significant conformational barrier to bond formation as well as electrostatic destabilization of protonated ketimine intermediates. Solvent accessibility by Lys-107 Nz was reduced in the covalent Schiff base complex, and in those instances where water molecules interacted with Lys-107 in the simulations, Schiff base hydrolysis was not mechanistically favorable. The findings at the molecular level corroborate the observed mechanism of slow-binding tight inhibition by HNA-P of muscle aldolase and should serve as a blueprint for future aldolase inhibitor design.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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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 | 0,000 |
| 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.
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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 ».