Sphingomonas paucimobilis UT26からのハロアルカンデハロゲナーゼの構造と活性の調査：製品および水を介した阻害の証拠

それらの対応するアルコールおよび無機ハロゲン化物へのハロアルカンの加水分解は、ハロアルカンデハロゲナーゼと呼ばれるアルファ/ベータヒドロラーゼによって触媒されます。ハロアルカンデハロゲナーゼの研究は、オルガノハリド汚染産業廃棄物のバイオレメディエーションに利用される場合、これらの酵素の開発に不可欠です。1,2-ジクロロエタンと1,2-ジクロロプロパンのそれぞれと複合体のスフィンゴモナスpaucimobilis ut26（linb）からのハロアルカンデハロゲナーゼの運動および構造分析を、1-クロロブタン代謝回転の反応生成物と報告します。活性研究は、1,2-ジクロロエタン[0.012 nmol s（-1）（酵素のmg）（-1）]および1,2-ジクロロプロパン[0.027 nmol s（-1）（mg）を含むLinBの非常に弱いが検出可能な活性を示しました。酵素の）（-1）]。これらの活性は、たとえば、1-クロロブタン[68.2 nmol s（-1）（mg of酵素）（-1）を含むLinbの活性と比較してはるかに弱いです。阻害分析により、1,2-ジクロロエタンと1,2-ジクロロプロパンの両方が、基質1-クロロブタンの単純な競合阻害剤として作用し、1,2-ジクロロエタンが1,2-ジクロロプロパンよりも低い親和性のLinBに結合することが明らかになりました。活性部位の水分子とハロゲン化物イオンがない場合の酵素のドッキング計算は、これらの化合物が生産的に結合できることを確認します。ただし、これらの部分が計算に含まれている場合、結晶構造で観察されるものと同様の方法で拘束されます。これらのデータは、小塩素化アルカンを使用したLinBの低い活性の説明を提供し、分子ドッキングにおける活性部位の水分子と反応生成物の重要性を示しています。

The hydrolysis of haloalkanes to their corresponding alcohols and inorganic halides is catalyzed by alpha/beta-hydrolases called haloalkane dehalogenases. The study of haloalkane dehalogenases is vital for the development of these enzymes if they are to be utilized for bioremediation of organohalide-contaminated industrial waste. We report the kinetic and structural analysis of the haloalkane dehalogenase from Sphingomonas paucimobilis UT26 (LinB) in complex with each of 1,2-dichloroethane and 1,2-dichloropropane and the reaction product of 1-chlorobutane turnover. Activity studies showed very weak but detectable activity of LinB with 1,2-dichloroethane [0.012 nmol s(-1) (mg of enzyme)(-1)] and 1,2-dichloropropane [0.027 nmol s(-1) (mg of enzyme)(-1)]. These activities are much weaker compared, for example, to the activity of LinB with 1-chlorobutane [68.2 nmol s(-1) (mg of enzyme)(-1)]. Inhibition analysis reveals that both 1,2-dichloroethane and 1,2-dichloropropane act as simple competitive inhibitors of the substrate 1-chlorobutane and that 1,2-dichloroethane binds to LinB with lower affinity than 1,2-dichloropropane. Docking calculations on the enzyme in the absence of active site water molecules and halide ions confirm that these compounds could bind productively. However, when these moieties were included in the calculations, they bound in a manner similar to that observed in the crystal structure. These data provide an explanation for the low activity of LinB with small, chlorinated alkanes and show the importance of active site water molecules and reaction products in molecular docking.