細菌グルコサミン-6-リン酸シンターゼ（GLMS）におけるアンモニアチャネリング：タンパク質変異体の分子動力学シミュレーションと速度論的研究

グルタミン部位から細菌グルコサミン-6-リン酸シンターゼのフルクトース-6P部位へのアンモニア移動は、分子動力学シミュレーションによって研究されました。この研究は、2つの結合部位を接続する疎水性チャネルのシールにおけるTRP74の重要な役割と、2つのALA602とVAL605残基の重要な役割を示唆しています。対応するタンパク質変異体の運動分析により、予測が確認されました。W74A変異体でゼロに近いアンモニア移動の効率は、対応する側鎖のサイズを増加させることにより部分的に回復しました。W74A変異体で実行されたシミュレーションは、チャネルに穴を開けることを示唆しました。A602LおよびV605L変異体の場合、アンモニア移動の効率は、天然タンパク質の値の約50％に減少しました。しかし、どの変異体のいずれも、外因性アンモニアを基質として使用することはできませんでした。

Ammonia transfer from the glutamine site to the fructose-6P site of bacterial glucosamine-6-phosphate synthase was studied by molecular dynamics simulations. The studies suggest a key role for Trp74, in the sealing of the hydrophobic channel connecting the two binding sites, as well as for the two Ala602 and Val605 residues, which form a narrow passage whose opening/closing constitutes an essential event in ammonia transfer. Kinetic analyses of the corresponding protein mutants confirmed our predictions. The efficiency of ammonia transfer which was close to zero in the W74A mutant was partially restored by increasing the size of the corresponding side-chain; the simulations performed on the W74A mutant suggested the formation of a hole in the channel. In the case of A602L and V605L mutants, the efficiency of ammonia transfer decreased to approximately 50% of the value of the native protein. None of the mutants were, however, able to use exogenous ammonia as a substrate.