How Are Substrate Binding and Catalysis Affected by Mutating Glu127 and Arg161 in Prolyl-4-hydroxylase? A QM/MM and MD Study
Notice bibliographique
Résumé
Prolyl-4-hydroxylase is a vital enzyme for human physiology involved in the biosynthesis of 4-hydroxyproline, an essential component for collagen formation. The enzyme performs a unique stereo- and regioselective hydroxylation at the C4 position of proline despite the fact that the C5 hydrogen atom should be thermodynamically easier to abstract. To gain insight into the mechanism and find the origin of this regioselectivity, we have done a quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) study on wildtype and mutant structures. In a previous study [Timmins, Saint-André and de Visser, J. Am. Chem. Soc. 2017] we identified several active site residues critical for substrate binding and positioning. In particular, the Glu127 and Arg161 were shown to form multiple hydrogen bonding and ion-dipole interactions with substrate and could thereby affect the regio- and stereoselectivity of the reaction. In this work, we decided to test that hypothesis and report a QM/MM and molecular dynamics (MD) study on prolyl-4-hydroxylase and several active site mutants where Glu127 or Arg161 are mutated for Asp, Gln or Lys. Thus, the R161D and R161Q mutants give very high barriers for hydrogen atom abstraction from any proline C–H bond and therefore will be inactive. The R161K mutant, by contrast, sees the regio- and stereoselectivity of the reaction change but still is expected to hydroxylate proline at room temperature. By contrast, the Glu127 mutants E127D and E127Q show possible changes in regioselectivity with the former being more probable to react compared to the latter.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 ».