大腸菌ホスホリボシルアミノイミダゾールコキノカルボキサミドシンテターゼのヌクレオチド複合体

ホスホリボシルアミノイミダゾール - シュクシノカルボキサミドシンテターゼ（SAICARシンテターゼ）は、4-カルボキシ-5-アミノイミダゾールリボヌクレオチド（CAIR）に4-（N-スチシニルカルボキシアミド）-5-アミノイミダゾールリボンクレオチド（SAICAR）に変換します。酵素は、細胞の成長を損なう天然産物の標的です。ここで報告されているのは、ADPの結晶構造と、大腸菌のSaicarシンテターゼのADP.CAIR複合体であり、後者はCair-Ligated Saicarシンテターゼの最初の例です。ADPとCAIRは、3 Mg（2+）に関連して活性部位に結合し、そのうち2つはCAIRの4-カルボン群の同じ酸素原子を調整します。一方、3番目はADPのアルファおよびベータホスホリル基を調整します。ADP.CAIR複合体は、CAIRおよびATPを含むホスホリル移動反応の遷移状態モデルの基礎ですが、L-アスパラギン酸の求核攻撃がホスホリル移動反応に先行する代替化学経路もサポートします。大腸菌構造の残基204-221の残留物のポリペプチド折りは、サッカロミセスセレビシア科のシンテターゼのアデニンヌクレオチド複合体のリガンドを含まないサイカールシンテターゼのものとは大きく異なります。大腸菌、T。マリチマ、および酵母合成網の立体構造の違いは、微生物生物におけるデノノヌクレオチド生合成の選択的阻害の可能性を示唆しています。

Phosphoribosylaminoimidazole-succinocarboxamide synthetase (SAICAR synthetase) converts 4-carboxy-5-aminoimidazole ribonucleotide (CAIR) to 4-(N-succinylcarboxamide)-5-aminoimidazole ribonucleotide (SAICAR). The enzyme is a target of natural products that impair cell growth. Reported here are the crystal structures of the ADP and the ADP.CAIR complexes of SAICAR synthetase from Escherichia coli, the latter being the first instance of a CAIR-ligated SAICAR synthetase. ADP and CAIR bind to the active site in association with three Mg(2+), two of which coordinate the same oxygen atom of the 4-carboxyl group of CAIR; whereas, the third coordinates the alpha- and beta-phosphoryl groups of ADP. The ADP.CAIR complex is the basis for a transition state model of a phosphoryl transfer reaction involving CAIR and ATP, but also supports an alternative chemical pathway in which the nucleophilic attack of l-aspartate precedes the phosphoryl transfer reaction. The polypeptide fold for residues 204-221 of the E. coli structure differs significantly from those of the ligand-free SAICAR synthetase from Thermatoga maritima and the adenine nucleotide complexes of the synthetase from Saccharomyces cerevisiae. Conformational differences between the E. coli, T. maritima, and yeast synthetases suggest the possibility of selective inhibition of de novo purine nucleotide biosynthesis in microbial organisms.