Bioengineering Anabolic Vitamin D-25-Hydroxylase Activity into the Human Vitamin D Catabolic Enzyme, Cytochrome P450 CYP24A1, by a V391L Mutation
Notice bibliographique
Résumé
CYP24A1 is a mitochondrial cytochrome P450 (CYP) that catabolizes 1α,25-dihydroxyvitamin D(3) (1α,25-(OH)(2)D(3)) to different products: calcitroic acid or 1α,25-(OH)(2)D(3)-26,23-lactone via multistep pathways commencing with C24 and C23 hydroxylation, respectively. Despite the ability of CYP24A1 to catabolize a wide range of 25-hydroxylated analogs including 25-hydroxyvitamin D(3), the enzyme is unable to metabolize the synthetic prodrug, 1α-hydroxyvitamin D(3) (1α-OH-D(3)), presumably because it lacks a C25-hydroxyl. In the current study we show that a single V391L amino acid substitution in the β3a-strand of human CYP24A1 converts this enzyme from a catabolic 1α,25-(OH)(2)D(3)-24-hydroxylase into an anabolic 1α-OH-D(3)-25-hydroxylase, thereby forming the hormone, 1α,25-(OH)(2)D(3). Furthermore, because the mutant enzyme retains its basal ability to catabolize 1α,25-(OH)(2)D(3) via C24 hydroxylation, it can also make calcitroic acid. Previous work has shown that an A326G mutation is responsible for the regioselectivity differences observed between human (primarily C24-hydroxylating) and opossum (C23-hydroxylating) CYP24A1. When the V391L and A326G mutations were combined (V391L/A326G), the mutant enzyme continued to form 1α,25-(OH)(2)D(3) from 1α-OH-D(3), but this initial product was diverted via the C23 hydroxylation pathway into the 26,23-lactone. The relative position of Val-391 in the β3a-strand of a homology model and the crystal structure of rat CYP24A1 is consistent with hydrophobic contact of Val-391 and the substrate side chain near C21. We interpret that the substrate specificity of V391L-modified human CYP24A1 toward 1α-OH-D(3) is enabled by an altered contact with the substrate side chain that optimally positions C25 of the 1α-OH-D(3) above the heme for hydroxylation.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».