新規細菌エステラーゼの原子分解構造

背景：ハロゲン化環状化合物にエステルを切断する新規細菌エステラーゼは、アルカリゲン種から分離されています。このエステラーゼ713は、1062塩基対遺伝子によってエンコードされています。27アミノ酸のリーダー配列の存在は、この酵素がサイトゾルから輸出されていることを示唆しています。エステラーゼ713は、このリーダーシーケンスなしにアグロバクテリウムで過剰発現しています。そのアミノ酸配列は、既知のタンパク質配列との有意な相同性を示していません。 結果：エステラーゼ713の結晶構造は、複数の同型置換によって決定されており、1。1の解像度に洗練されています。この二量体酵素のサブユニットは、アルファ/ベータヒドロラーゼ折りを備えた単一のドメインを構成します。触媒トライアドは、Ser206-HIS298-GLU230として特定されています。触媒トライアド（Glu230）の酸性残基は、アルファ/ベータヒドロラーゼ折り目のベータ6鎖に位置していますが、他のほとんどのアルファ/ベータヒドロラーゼ酵素は、酸性残基をBeta7鎖に配置しています。オキシアニオンの穴は、基質類似体の結合によって特定されたCys71およびGln207のメインチェーン窒素によって形成されます。Cys71は、隣接するCys72との拡散結合を形成します。 結論：無視できる配列相同性にもかかわらず、エステラーゼ713は、他の多くのエステラーゼやリパーゼと構造的な類似性を持っています。オキシアニオン穴の残基は、根膜mieheiリパーゼとの構造比較によって確認されました。機能的活性部位の完了には、エステラーゼの酸化環境への輸出時に、隣接する残基Cys71とCys72の間の拡散結合の形成が必要であることが提案されています。

BACKGROUND: A novel bacterial esterase that cleaves esters on halogenated cyclic compounds has been isolated from an Alcaligenes species. This esterase 713 is encoded by a 1062 base pair gene. The presence of a leader sequence of 27 amino acids suggests that this enzyme is exported from the cytosol. Esterase 713 has been over-expressed in Agrobacterium without this leader sequence. Its amino acid sequence shows no significant homology to any known protein sequence. RESULTS: The crystal structure of esterase 713 has been determined by multiple isomorphous replacement and refined to 1. 1 A resolution. The subunits of this dimeric enzyme comprise a single domain with an alpha/beta hydrolase fold. The catalytic triad has been identified as Ser206-His298-Glu230. The acidic residue of the catalytic triad (Glu230) is located on the beta6 strand of the alpha/beta hydrolase fold, whereas most other alpha/beta hydrolase enzymes have the acidic residue located on the beta7 strand. The oxyanion hole is formed by the mainchain nitrogens of Cys71 and Gln207 as identified by the binding of a substrate analogue, (S)-7-iodo-2,3,4,5-tetrahydro-4-methyl-3-oxo-1H-1, 4-benzodiazepine-2-acetic acid. Cys71 forms a disulphide bond with the neighbouring Cys72. CONCLUSIONS: Despite negligible sequence homology, esterase 713 has structural similarities to a number of other esterases and lipases. Residues of the oxyanion hole were confirmed by structural comparison with Rhizomucor miehei lipase. It is proposed that completion of a functional active site requires the formation of the disulphide bond between adjacent residues Cys71 and Cys72 on export of the esterase into the oxidising environment of the periplasmic space.