イソペニシリンNシンターゼは、両方の硫黄原子を介してΔ-（L-α-アミノアジポイル）-L-シュタイニル-D-チア - アロ - イソロイシンに結合します

イソペニシリンNシンターゼ（IPN）は、ペニシリンおよびセファロスポリン抗生物質の生合成前駆体であるイソペニシリンN（IPN）の合成を触媒します。IPNSは、トリププチドΔ-L-L-α-アミノアディポイル-L-シュタイニル-D-バリン（ACV）の酸化的環化を媒介する非ヘム鉄（II）オキシダーゼです。溶液相インキュベーション実験では、IPNはその基質の3番目（バリニル）位置に炭化水素側鎖の多様な範囲を引き換えることができるが、酵素はこの位置の極性残基に対してはるかに耐性が低いことを示しています。したがって、IPNはΔ-L-L-α-アミノアディポイル-L-シュタイニル-D-イソロイシン（ACI）およびAC-D-アロ - イソロイシン（ACAI）をペナム製品に変換します。Acti）およびAc-D-Thia-Allo-Isoleucine（Actai）は裏返されていません。これらのペプチドが基質ではない理由を判断するために、ActaiをIPNで結晶化しました。Actaiの合成とIPNの結晶構造を報告します：Fe（II）：Actai複合体から1.79Å分解能。この構造は、チオエーテル側鎖の鉄への直接的な結紮を明らかにしています。硫化物硫黄は、酸素結合部位に真っ直ぐに金属から2.66Åに位置しています。この結果は、IPNがこれらの基質を引き継ぐ障害の構造的基礎を明確にします。

Isopenicillin N synthase (IPNS) catalyses the synthesis of isopenicillin N (IPN), the biosynthetic precursor to penicillin and cephalosporin antibiotics. IPNS is a non-heme iron(II) oxidase that mediates the oxidative cyclisation of the tripeptide δ-L-α-aminoadipoyl-L-cysteinyl-D-valine (ACV) to IPN with a concomitant reduction of molecular oxygen to water. Solution-phase incubation experiments have shown that, although IPNS can turn over analogues with a diverse range of hydrocarbon side chains in the third (valinyl) position of its substrate, the enzyme is much less tolerant of polar residues in this position. Thus, although IPNS converts δ-L-α-aminoadipoyl-L-cysteinyl-D-isoleucine (ACI) and AC-D-allo-isoleucine (ACaI) to penam products, the isosteric sulfur-containing peptides AC-D-thiaisoleucine (ACtI) and AC-D-thia-allo-isoleucine (ACtaI) are not turned over. To determine why these peptides are not substrates, we crystallized ACtaI with IPNS. We report the synthesis of ACtaI and the crystal structure of the IPNS:Fe(II) :ACtaI complex to 1.79 Å resolution. This structure reveals direct ligation of the thioether side chain to iron: the sulfide sulfur sits 2.66 Å from the metal, squarely in the oxygen binding site. This result articulates a structural basis for the failure of IPNS to turn over these substrates.