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UDP-グルコースピロリン酸化物（UGPase; EC 2.7.7.9）は、UTPおよびグルコース-1-リン酸のUDP-グルコースおよびピロリン酸への変換を触媒し、その逆も同様です。原核生物のUGPaseは真核生物の対応物とは異なり、産物であるUDP-グルコースは、リポ多糖やカプールポリサッカ糖などの毒性因子の生合成に不可欠であるため、新規抗菌剤の開発に適した標的と見なされます。この研究では、Helicobacter Pylori（HPugPase）のUGPaseの結晶構造を、それぞれ2.9 Aおよび2.3 Aの解像度でApo-およびUDP-Glucose/Mg（2+） - 結合した形式で決定しました。HPUGPaseはホモットトレーマーであり、そのアクティブサイトは各サブユニットの深いポケットにあります。マグネシウムイオンは、ASP130、ホスホリル基の2つの酸素原子、および八面体形状の3つの水分子によって配位しています。等温滴定熱量測定分析により、UGPaseのUTPまたはUDP-グルコースへの結合を強化することにより、Mg（2+）イオンがUGPaseの酵素活性に重要な役割を果たすことが実証されており、この反応が順序付きのシーケンシャルBI BIメカニズムによって触媒されることを示唆しています。さらに、結晶構造はウラシル塩基の特異性を説明しています。機能分析と組み合わされた現在の構造研究は、細菌のウグパーゼの反応メカニズムを理解するための重要な情報と、新規抗菌剤の開発のためのプラットフォームを提供します。
UDP-グルコースピロリン酸化物（UGPase; EC 2.7.7.9）は、UTPおよびグルコース-1-リン酸のUDP-グルコースおよびピロリン酸への変換を触媒し、その逆も同様です。原核生物のUGPaseは真核生物の対応物とは異なり、産物であるUDP-グルコースは、リポ多糖やカプールポリサッカ糖などの毒性因子の生合成に不可欠であるため、新規抗菌剤の開発に適した標的と見なされます。この研究では、Helicobacter Pylori（HPugPase）のUGPaseの結晶構造を、それぞれ2.9 Aおよび2.3 Aの解像度でApo-およびUDP-Glucose/Mg（2+） - 結合した形式で決定しました。HPUGPaseはホモットトレーマーであり、そのアクティブサイトは各サブユニットの深いポケットにあります。マグネシウムイオンは、ASP130、ホスホリル基の2つの酸素原子、および八面体形状の3つの水分子によって配位しています。等温滴定熱量測定分析により、UGPaseのUTPまたはUDP-グルコースへの結合を強化することにより、Mg（2+）イオンがUGPaseの酵素活性に重要な役割を果たすことが実証されており、この反応が順序付きのシーケンシャルBI BIメカニズムによって触媒されることを示唆しています。さらに、結晶構造はウラシル塩基の特異性を説明しています。機能分析と組み合わされた現在の構造研究は、細菌のウグパーゼの反応メカニズムを理解するための重要な情報と、新規抗菌剤の開発のためのプラットフォームを提供します。
UDP-glucose pyrophosphorylases (UGPase; EC 2.7.7.9) catalyze the conversion of UTP and glucose-1-phosphate to UDP-glucose and pyrophosphate and vice versa. Prokaryotic UGPases are distinct from their eukaryotic counterparts and are considered appropriate targets for the development of novel antibacterial agents since their product, UDP-glucose, is indispensable for the biosynthesis of virulence factors such as lipopolysaccharides and capsular polysaccharides. In this study, the crystal structures of UGPase from Helicobacter pylori (HpUGPase) were determined in apo- and UDP-glucose/Mg(2+)-bound forms at 2.9 A and 2.3 A resolutions, respectively. HpUGPase is a homotetramer and its active site is located in a deep pocket of each subunit. Magnesium ion is coordinated by Asp130, two oxygen atoms of phosphoryl groups, and three water molecules with octahedral geometry. Isothermal titration calorimetry analyses demonstrated that Mg(2+) ion plays a key role in the enzymatic activity of UGPase by enhancing the binding of UGPase to UTP or UDP-glucose, suggesting that this reaction is catalyzed by an ordered sequential Bi Bi mechanism. Furthermore, the crystal structure explains the specificity for uracil bases. The current structural study combined with functional analyses provides essential information for understanding the reaction mechanism of bacterial UGPases, as well as a platform for the development of novel antibacterial agents.
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