シトクロムP450 2B4構造に対する洗剤結合の効果X線結晶学および重水素交換量質分析によって分析された

CYP2B4の複数の結晶構造は、活性部位に隣接する末梢ポケットにある界面活性剤5-シクロヘキシル-1-ペンチル-β-D-マルトシド（Cymal-5）の結合を実証しています。洗剤結合の結果を調査するために、末梢ポケット変異体CYP2B4 F202WのX線結晶構造を解きました。Cymal-5の存在下の構造は、以前に解かれた野生型と区別できない閉じた立体構造を示していました。対照的に、C8E6の存在下でのF202W構造は、ヘム鉄を調整し、基質アクセスチャネル2Fを介してタンパク質表面に拡張する界面活性剤分子を明らかにしました。これらの洗剤複合体の全体的な構造的類似性にもかかわらず、A、A '、およびHヘリックス、F-Gカセット、C-Dおよびβ4ループ領域で顕著な違いが観察されました。これらの違いを調査し、溶液中の洗剤の効果をテストするために、水素交換量質量分析（DXMS）が使用されました。いずれかの洗剤の存在は、プラスチック領域全体でH/Dの為替レートを増加させ、溶液中のDXMSによって得られた結果は、一般に関連する構造スナップショットと一致していました。この研究は、CYP2B4の関連する立体構造ダイナミクスの洗剤結合と解釈の効果に関する洞察を提供します。

Multiple crystal structures of CYP2B4 have demonstrated the binding of the detergent 5-cyclohexyl-1-pentyl-β-D-maltoside (CYMAL-5) in a peripheral pocket located adjacent to the active site. To explore the consequences of detergent binding, X-ray crystal structures of the peripheral pocket mutant CYP2B4 F202W were solved in the presence of hexaethylene glycol monooctyl ether (C8E6) and CYMAL-5. The structure in the presence of CYMAL-5 illustrated a closed conformation indistinguishable from the previously solved wild-type. In contrast, the F202W structure in the presence of C8E6 revealed a detergent molecule that coordinated the heme-iron and extended to the protein surface through the substrate access channel 2f. Despite the overall structural similarity of these detergent complexes, remarkable differences were observed in the A, A', and H helices, the F-G cassette, the C-D and β4 loop region. Hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (DXMS) was employed to probe these differences and to test the effect of detergents in solution. The presence of either detergent increased the H/D exchange rate across the plastic regions, and the results obtained by DXMS in solution were consistent in general with the relevant structural snapshots. The study provides insight into effect of detergent binding and the interpretation of associated conformational dynamics of CYP2B4.