Snapshots of the catalytic cycle of an O <sub>2</sub> , pyridoxal phosphate‐dependent hydroxylase
Notice bibliographique
Résumé
The organic cofactor pyridoxal phosphate (PLP) is used by enzymes to catalyze numerous modifications of amino acid substrates. Recently, the diversity of PLP‐dependent enzymes has been expanded with the discovery of several enzymes that use O 2 as a co‐substrate to perform chemically challenging oxidative reactions. The interesting chemistry catalyzed by such O 2 ‐, PLP‐dependent oxidases prompted us to undertake a bioinformatic search for new O 2 ‐, PLP‐dependent enzymes. We identified one widely distributed enzyme, which we named RohP. Through in vitro biochemical studies we characterized the activity of RohP and found that it uses PLP and O 2 to catalyze the hydroxylation of an sp 3 ‐hybridized carbon in l ‐arginine, giving 4‐hydroxy‐2‐ketoarginine, along with stoichiometric conversion of O 2 to H 2 O 2 . Surprisingly, we found that the hydroxyl group in the 4‐hydroxy‐2‐ketoarginine product is derived from water, raising questions about the mechanism of RohP. To provide insight into the mechanism behind this hydroxylation, we used X‐ray crystallography to obtain four ~1.5 Å resolution snapshots interpreted to represent RohP at different stages of its catalytic cycle: the holo enzyme, two different PLP‐bound intermediates, and the enzyme in complex with ( S )‐4‐hydroxy‐2‐ketoarginine. These structures reveal that the dynamic N‐terminus of RohP, which is required for catalysis, becomes ordered upon substrate binding, sealing off the active site from the bulk solvent. Concurrently, several conformational changes of residues in the active site help to properly orient the substrate for catalysis. Through our structural work we also identify a conserved histidine, which we demonstrate is essential for the later steps in catalysis, and we suggest that this residue may be key to catalyzing a stereospecific alkene hydration. Collectively, our biochemical and X‐ray crystallographic investigation provides insights into how O 2 ‐, PLP‐dependent oxidases can catalyze the challenging hydroxylation of an unactivated sp 3 ‐hybridized carbon in l ‐arginine and sets the stage for further mechanistic studies on this exciting group of enzymes. This abstract is from the Experimental Biology 2018 Meeting. There is no full text article associated with this abstract published in The FASEB Journal .
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».