単一の調節領域を持つ生合成スレオニンデアミナーゼである亜ティリススレオニンデアミナーゼのアロステリック調節

酵素スレオニンデアミナーゼ（TD）は、イソロイシンの生合成の経路における重要な調節酵素です。TDは、その最終製品であるイソロイシンによって阻害され、この効果は競合する生合成経路の産物であるバリンによって対抗します。シーケンスと構造分析により、多くのTDのプロトマーには、イソロイシンとバリンを結合する2つのACT様サブドメインで構成されるC末端調節ドメインがあることが明らかになりましたが、他のACTの長さの約半分の調節ドメインを持っていることが明らかになりました。 - ドメインのような。長いシーケンス品種と短いシーケンスの両方の両方からのTDの規制反応は、多くの類似点を持っているように見えますが、大きな違いがあります。ここでは、短いTDシーケンスに属するBacillus subtilis TD（BSTD）のアロステリック特性について説明します。また、酵素の速度論とエフェクターに対するその反応に対する調節領域におけるいくつかの変異の効果を調べます。BSTDの動作は、修正されたMonod-Wyman-Changeuxモデルを使用して分析および合理化できます。この分析は、イソロイシンは負のエフェクターであり、バリンは非常に弱い陽性エフェクターであることを示唆していますが、高濃度ではバリンは活性部位に結合するためにスレオニンと競合することにより活性を阻害します。BSTDの挙動は、2つのサブドメインを持つTDS、TDS、Escherichia coliおよびArabidopsis ThalianaのTDについて報告されたアロステリック挙動とは対照的です。長いシーケンスの品種のTDの活性に対するバリンのより複雑な調節効果に対する進化の可能性のある経路を提案します。例えば、大腸菌TD。

The enzyme threonine deaminase (TD) is a key regulatory enzyme in the pathway for the biosynthesis of isoleucine. TD is inhibited by its end product, isoleucine, and this effect is countered by valine, the product of a competing biosynthetic pathway. Sequence and structure analyses have revealed that the protomers of many TDs have C-terminal regulatory domains, composed of two ACT-like subdomains, which bind isoleucine and valine, while others have regulatory domains of approximately half the length, composed of only a single ACT-like domain. The regulatory responses of TDs from both long and short sequence varieties appear to have many similarities, but there are significant differences. We describe here the allosteric properties of Bacillus subtilis TD ( bsTD), which belongs to the short variety of TD sequences. We also examine the effects of several mutations in the regulatory domain on the kinetics of the enzyme and its response to effectors. The behavior of bsTD can be analyzed and rationalized using a modified Monod-Wyman-Changeux model. This analysis suggests that isoleucine is a negative effector, and valine is a very weak positive effector, but that at high concentrations valine inhibits activity by competing with threonine for binding to the active site. The behavior of bsTD is contrasted with the allosteric behavior reported for TDs from Escherichia coli and Arabidopsis thaliana, TDs with two subdomains. We suggest a possible evolutionary pathway to the more complex regulatory effects of valine on the activity of TDs of the long sequence variety, e.g., E. coli TD.