Crystal Structure of α-1,4-Glucan Lyase, a Unique Glycoside Hydrolase Family Member with a Novel Catalytic Mechanism
Notice bibliographique
Résumé
α-1,4-Glucan lyase (EC 4.2.2.13) from the red seaweed Gracilariopsis lemaneiformis cleaves α-1,4-glucosidic linkages in glycogen, starch, and malto-oligosaccharides, yielding the keto-monosaccharide 1,5-anhydro-d-fructose. The enzyme belongs to glycoside hydrolase family 31 (GH31) but degrades starch via an elimination reaction instead of hydrolysis. The crystal structure shows that the enzyme, like GH31 hydrolases, contains a (β/α) 8 -barrel catalytic domain with B and B′ subdomains, an N-terminal domain N, and the C-terminal domains C and D. The N-terminal domain N of the lyase was found to bind a trisaccharide. Complexes of the enzyme with acarbose and 1-dexoynojirimycin and two different covalent glycosyl-enzyme intermediates obtained with fluorinated sugar analogues show that, like GH31 hydrolases, the aspartic acid residues Asp 553 and Asp 665 are the catalytic nucleophile and acid, respectively. However, as a unique feature, the catalytic nucleophile is in a position to act also as a base that abstracts a proton from the C2 carbon atom of the covalently bound subsite −1 glucosyl residue, thus explaining the unique lyase activity of the enzyme. One Glu to Val mutation in the active site of the homologous α-glucosidase from Sulfolobus solfataricus resulted in a shift from hydrolytic to lyase activity, demonstrating that a subtle amino acid difference can promote lyase activity in a GH31 hydrolase. Background: α-1,4-Glucan lyase (GLase) is a glycoside hydrolase family member that degrades starch via an elimination reaction. Results: Crystal structures of GLase with covalently bound inhibitors show that the catalytic nucleophile can abstract the proton. Conclusion: The nucleophile has a dual function, acting successively as nucleophile and base. Significance: A single substitution converts a glycoside hydrolase into a lyase.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».