UDP-N-アセチルムラミン酸の活性完全に組み立てられた基質および生成物に縛られた複合体の結晶構造：インフルエンザ菌のL-アラニンリガーゼ（MURC）

UDP-N-アセチルムラミン酸：L-アラニンリガーゼ（MURC）は、細菌細胞壁ペプチドグリカンの細胞質前駆体に最初のアミノ酸の添加を触媒します。その基質UDP-N-アセチルムラミン酸（UNAM）およびMg（2+）とその製品UDP-N-アセチルムラモイル-L-アラニン（UMA）を備えた完全に組み立てられたムルク複合体との複合体におけるインフルエンザムルクの結晶構造は非加水分解性ATPアナログAMPPNP、およびMn（2+）は、それぞれ1.85および1.7-Aの解像度に決定されています。これらの構造は、ドメインインターフェイスで形成されたUNAMおよびATPの結合部位を備えた保存された3ドメインアーキテクチャを明らかにします。N末端ドメインはUNAMのUDP部分に結合し、中央およびC末端ドメインはATP結合部位を形成します、C末端ドメインもアラニンを配置します。したがって、3つの基質すべてが結合されている場合、アクティブな酵素構造が共通ドメインインターフェイスで組み立てられます。ムルク活性部位は、amppnpのガンマリン酸が2つの結合した金属イオンの間に配置されていることを明確に示しています。そのうちの1つは、反応性UNAMカルボキシレートにも結合し、アラニンは2つのムルクアルギニン残基の正の帯電した側鎖との相互作用によって配向されていることを示しています。そして、負に帯電したアラニンカルボキシル基。これらの結果は、ムルクによる基質のUDP部分の結合に有意な多様性が存在することを示しています。および細菌細胞壁生合成経路のその後のリガーゼ、およびドメインの梱包と三次構造の変化により、MURリガーゼが順次大きなUNAMペプチド基質を結合することができることを示しています。。

UDP-N-acetylmuramic acid:L-alanine ligase (MurC) catalyzes the addition of the first amino acid to the cytoplasmic precursor of the bacterial cell wall peptidoglycan. The crystal structures of Haemophilus influenzae MurC in complex with its substrate UDP-N-acetylmuramic acid (UNAM) and Mg(2+) and of a fully assembled MurC complex with its product UDP-N-acetylmuramoyl-L-alanine (UMA), the nonhydrolyzable ATP analogue AMPPNP, and Mn(2+) have been determined to 1.85- and 1.7-A resolution, respectively. These structures reveal a conserved, three-domain architecture with the binding sites for UNAM and ATP formed at the domain interfaces: the N-terminal domain binds the UDP portion of UNAM, and the central and C-terminal domains form the ATP-binding site, while the C-terminal domain also positions the alanine. An active enzyme structure is thus assembled at the common domain interfaces when all three substrates are bound. The MurC active site clearly shows that the gamma-phosphate of AMPPNP is positioned between two bound metal ions, one of which also binds the reactive UNAM carboxylate, and that the alanine is oriented by interactions with the positively charged side chains of two MurC arginine residues and the negatively charged alanine carboxyl group. These results indicate that significant diversity exists in binding of the UDP moiety of the substrate by MurC and the subsequent ligases in the bacterial cell wall biosynthesis pathway and that alterations in the domain packing and tertiary structure allow the Mur ligases to bind sequentially larger UNAM peptide substrates.