Unprecedented access of phenolic substrates to the heme active site of a catalase: Substrate binding and peroxidase-like reactivity of<i>Bacillus pumilus</i>catalase monitored by X-ray crystallography and EPR spectroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Heme-containing catalases and catalase-peroxidases catalyze the dismutation of hydrogen peroxide as their predominant catalytic activity, but in addition, individual enzymes support low levels of peroxidase and oxidase activities, produce superoxide, and activate isoniazid as an antitubercular drug. The recent report of a heme enzyme with catalase, peroxidase and penicillin oxidase activities in Bacillus pumilus and its categorization as an unusual catalase-peroxidase led us to investigate the enzyme for comparison with other catalase-peroxidases, catalases, and peroxidases. Characterization revealed a typical homotetrameric catalase with one pentacoordinated heme b per subunit (Tyr340 being the axial ligand), albeit in two orientations, and a very fast catalatic turnover rate (kcat = 339,000 s(-1) ). In addition, the enzyme supported a much slower (kcat = 20 s(-1) ) peroxidatic activity utilizing substrates as diverse as ABTS and polyphenols, but no oxidase activity. Two binding sites, one in the main access channel and the other on the protein surface, accommodating pyrogallol, catechol, resorcinol, guaiacol, hydroquinone, and 2-chlorophenol were identified in crystal structures at 1.65-1.95 Å. A third site, in the heme distal side, accommodating only pyrogallol and catechol, interacting with the heme iron and the catalytic His and Arg residues, was also identified. This site was confirmed in solution by EPR spectroscopy characterization, which also showed that the phenolic oxygen was not directly coordinated to the heme iron (no low-spin conversion of the Fe(III) high-spin EPR signal upon substrate binding). This is the first demonstration of phenolic substrates directly accessing the heme distal side of a catalase.
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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) | 0,000 | 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 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 ».