汎用性のあるペルオキシダーゼおよびその他のベシジオミセットペルオキシダーゼの基質酸化部位

汎用性のあるペルオキシダーゼ（VP）は、他のbasidiOmyceteペルオキシダーゼの典型的な基質を酸化する能力によって定義されます：（i）Mn（2+）、マンガンペルオキシダーゼ（MNP）基質（Mn（3+）はフェノールを酸化し、脂質を開始できるようにすることができます。過酸化反応）;（ii）ベラトリルアルコール（VA）、典型的なリグニンペルオキシダーゼ（唇）基質。および（iii）Coprinopsis cinereaペルオキシダーゼ（CIP）の基質である単純なフェノール。結晶学、分光、監督された突然変異誘発、および運動学的研究は、これらの「ハイブリッド」特性は、他のbasidioMyceteペルオキシダーゼファミリーに存在する異なる触媒部位の単一のタンパク質の共存によるものであることを示しました。野生および組換えVPの結晶構造、および変異バリアントの速度論により、MNPと比較してMN酸化部位の特定の違いが明らかになりました。これらは、その結合部位を形成する3つの酸性残基のうち2つだけの存在下で効率的なMn（2+）酸化をもたらします。一方、溶媒に曝露したトリプトファンは、VA酸化における触媒活性化残基であり、ヘムへの電子移動経路を開始します（他の2つの推定経路は変異誘発によって破棄されました）。電子常磁性共鳴を使用して、過酸化体によるVP活性化後のトリプトファニルラジカルの形成が検出されました。タンパク質ラジカルがリグニノリ溶解ペルオキシダーゼで直接実証されたのはこれが初めてでした。唇とは対照的に、VP触媒トリプトファンは、過酸化水素過剰でベータヒドロキシル化されていません。また、トリプトファン環境が触媒に影響を与え、その修正がVPにいくつかのリップ特性を導入することも示されました。さらに、一部のフェノールと染料は、CIPにあるように、メインヘムアクセスチャネルの端にあるVPによって酸化されます。最後に、VPのバイオテクノロジーの関心について説明します。

Versatile peroxidase (VP) is defined by its capabilities to oxidize the typical substrates of other basidiomycete peroxidases: (i) Mn(2+), the manganese peroxidase (MnP) substrate (Mn(3+) being able to oxidize phenols and initiate lipid peroxidation reactions); (ii) veratryl alcohol (VA), the typical lignin peroxidase (LiP) substrate; and (iii) simple phenols, which are the substrates of Coprinopsis cinerea peroxidase (CIP). Crystallographic, spectroscopic, directed mutagenesis, and kinetic studies showed that these 'hybrid' properties are due to the coexistence in a single protein of different catalytic sites reminiscent of those present in the other basidiomycete peroxidase families. Crystal structures of wild and recombinant VP, and kinetics of mutated variants, revealed certain differences in its Mn-oxidation site compared with MnP. These result in efficient Mn(2+) oxidation in the presence of only two of the three acidic residues forming its binding site. On the other hand, a solvent-exposed tryptophan is the catalytically-active residue in VA oxidation, initiating an electron transfer pathway to haem (two other putative pathways were discarded by mutagenesis). Formation of a tryptophanyl radical after VP activation by peroxide was detected using electron paramagnetic resonance. This was the first time that a protein radical was directly demonstrated in a ligninolytic peroxidase. In contrast with LiP, the VP catalytic tryptophan is not beta-hydroxylated under hydrogen peroxide excess. It was also shown that the tryptophan environment affected catalysis, its modification introducing some LiP properties in VP. Moreover, some phenols and dyes are oxidized by VP at the edge of the main haem access channel, as found in CIP. Finally, the biotechnological interest of VP is discussed.