Crystal Structures of Human Δ4-3-Ketosteroid 5β-Reductase (AKR1D1) Reveal the Presence of an Alternative Binding Site Responsible for Substrate Inhibition<sup>,</sup>
Notice bibliographique
Résumé
The 5beta-reductases (AKR1D1-3) are unique enzymes able to catalyze efficiently and in a stereospecific manner the 5beta-reduction of the C4-C5 double bond found in Delta4-3-ketosteroids, including steroid hormones and bile acids precursors such as 7alpha-hydroxy-4-cholesten-3-one and 7alpha,12alpha-dihydroxy-4-cholesten-3-one. In order to elucidate the binding mode and substrate specificity in detail, biochemical and structural studies on human 5beta-reductase (h5beta-red; AKR1D1) have been recently undertaken. The crystal structure of a h5beta-red binary complex provides a complete picture of the NADPH-enzyme interactions involving the flexible loop B, which contributes to the maintenance of the cofactor in its binding site by acting as a "safety belt". Structural comparison with binary complexes of AKR1C enzymes, specifically the human type 3 3alpha-hydroxysteroid dehydrogenase (AKR1C2) and the mouse 17alpha-hydroxysteroid dehydrogenase (AKR1C21), also revealed particularities in loop B positioning that make the steroid-binding cavity of h5beta-red substantially larger than those of the two other enzymes. Kinetic characterization of the purified recombinant h5beta-red has shown that this enzyme exerts a strong activity toward progesterone (Prog) and androstenedione (Delta4) but is rapidly inhibited by these substrates once their concentrations reach 2-times their K(m) value. A crystal structure of the h5beta-red in ternary complex with NADPH and Delta4 has revealed that the large steroid-binding site of this enzyme also contains a subsite in which the Delta4 molecule is found. When bound in this subsite, Delta4 completely impedes the passage of another substrate molecule toward the catalytic site. The importance of this alternative binding site for the inhibition of h5beta-red was finally proven by site-directed mutagenesis, which demonstrated that the replacement of one of the residues delineating this site (Val(309)) by a phenylalanine completely abolishes the substrate inhibition. The results of this report provide structural insights into the substrate inhibition of h5beta-red by C19- and C21-steroids.
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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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».