Biophysical Techniques for Distinguishing Ligand Binding Modes in Cytochrome P450 Monooxygenases
Notice bibliographique
Résumé
The cytochrome P450 superfamily of heme monooxygenases catalyzes important chemical reactions across nature. The changes in the optical spectra of these enzymes, induced by the addition of substrates or inhibitors, are critical for assessing how these molecules bind to the P450, enhancing or inhibiting the catalytic cycle. Here we use the bacterial CYP199A4 enzyme (Uniprot entry Q2IUO2), from Rhodopseudomonas palustris HaA2, and a range of substituted benzoic acids to investigate different binding modes. 4-Methoxybenzoic acid elicits an archetypal type I spectral response due to a ≥95% switch from the low- to high-spin state with concomitant dissociation of the sixth aqua ligand. 4-(Pyridin-3-yl)- and 4-(pyridin-2-yl)benzoic acid induced different type II ultraviolet–visible (UV–vis) spectral responses in CYP199A4. The former induced a greater red shift in the Soret wavelength (424 nm vs 422 nm) along with a larger overall absorbance change and other differences in the α-, β-, and δ-bands. There were also variations in the ferrous UV–vis spectra of these two substrate-bound forms with a spectrum indicative of Fe–N bond formation with 4-(pyridin-3-yl)benzoic acid. The crystal structures of CYP199A4, with the pyridinyl compounds bound, revealed that while the nitrogen of 4-(pyridin-3-yl)benzoic acid is coordinated to the heme, with 4-(pyridin-2-yl)benzoic acid an aqua ligand remains. Continuous wave and pulse electron paramagnetic resonance data in frozen solution revealed that the substrates are bound in the active site in a form consistent with the crystal structures. The redox potential of each CYP199A4–substrate combination was measured, allowing correlation among binding modes, spectroscopic properties, and the observed biochemical activity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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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 ».