The bacterial meta-cleavage hydrolase LigY belongs to the amidohydrolase superfamily, not to the α/β-hydrolase superfamily
Notice bibliographique
Résumé
Strain SYK-6 of the bacterium Sphingobium sp. catabolizes lignin-derived biphenyl via a meta -cleavage pathway. In this pathway, LigY is proposed to catalyze the hydrolysis of the meta -cleavage product (MCP) 4,11-dicarboxy-8-hydroxy-9-methoxy-2-hydroxy-6-oxo-6-phenyl-hexa-2,4-dienoate. Here, we validated this reaction by identifying 5-carboxyvanillate and 4-carboxy-2-hydroxypenta-2,4-dienoate as the products and determined the k cat and k cat / K m values as 9.3 ± 0.6 s −1 and 2.5 ± 0.2 × 10 7 m −1 s −1 , respectively. Sequence analyses and a 1.9 Å resolution crystal structure established that LigY belongs to the amidohydrolase superfamily, unlike previously characterized MCP hydrolases, which are serine-dependent enzymes of the α/β-hydrolase superfamily. The active-site architecture of LigY resembled that of α-amino-β-carboxymuconic-ε-semialdehyde decarboxylase, a class III amidohydrolase, with a single zinc ion coordinated by His-6, His-8, His-179, and Glu-282. Interestingly, we found that LigY lacks the acidic residue proposed to activate water for hydrolysis in other class III amidohydrolases. Moreover, substitution of His-223, a conserved residue proposed to activate water in other amidohydrolases, reduced the k cat to a much lesser extent than what has been reported for other amidohydrolases, suggesting that His-223 has a different role in LigY. Substitution of Arg-72, Tyr-190, Arg-234, or Glu-282 reduced LigY activity over 100-fold. On the basis of these results, we propose a catalytic mechanism involving substrate tautomerization, substrate-assisted activation of water for hydrolysis, and formation of a gem -diol intermediate. This last step diverges from what occurs in serine-dependent MCP hydrolases. This study provides insight into C–C–hydrolyzing enzymes and expands the known range of reactions catalyzed by the amidohydrolase superfamily.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».