Structural and functional analysis of lignostilbene dioxygenases from Sphingobium sp. SYK-6
Notice bibliographique
Résumé
Lignostilbene-α,β-dioxygenases (LSDs) are iron-dependent oxygenases involved in the catabolism of lignin-derived stilbenes. Sphingobium sp. SYK-6 contains eight LSD homologs with undetermined physiological roles. To investigate which homologs are involved in the catabolism of dehydrodiconiferyl alcohol (DCA), derived from β-5 linked lignin subunits, we heterologously produced the enzymes and screened their activities in lysates. The seven soluble enzymes all cleaved lignostilbene, but only LSD2, LSD3, and LSD4 exhibited high specific activity for 3-(4-hydroxy-3-(4-hydroxy-3-methoxystyryl)-5-methoxyphenyl) acrylate (DCA-S) relative to lignostilbene. LSD4 catalyzed the cleavage of DCA-S to 5-formylferulate and vanillin and cleaved lignostilbene and DCA-S (∼10 6 M −1 s −1 ) with tenfold greater specificity than pterostilbene and resveratrol. X-ray crystal structures of native LSD4 and the catalytically inactive cobalt-substituted Co-LSD4 at 1.45 Å resolution revealed the same fold, metal ion coordination, and edge-to-edge dimeric structure as observed in related enzymes. Key catalytic residues, Phe-59, Tyr-101, and Lys-134, were also conserved. Structures of Co-LSD4·vanillin, Co-LSD4·lignostilbene, and Co-LSD4·DCA-S complexes revealed that Ser-283 forms a hydrogen bond with the hydroxyl group of the ferulyl portion of DCA-S. This residue is conserved in LSD2 and LSD4 but is alanine in LSD3. Substitution of Ser-283 with Ala minimally affected the specificity of LSD4 for either lignostilbene or DCA-S. By contrast, substitution with phenylalanine, as occurs in LSD5 and LSD6, reduced the specificity of the enzyme for both substrates by an order of magnitude. This study expands our understanding of an LSD critical to DCA catabolism as well as the physiological roles of other LSDs and their determinants of substrate specificity.
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Prédiction machine sur la base complète
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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 | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».