Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes em1からのベータガラクトシダーゼの四次構造、Mg2+相互作用、およびいくつかの運動特性

Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes EM1のベータガラクトシダーゼは、約85,000のモノマー分子量を持つ二量体であることがわかっています。アルファペプチドと、ダイマーダイマーの相互作用に必要な重要なアルファヘリックスがなく、他の重要なダイマーダイマー相互作用領域に相同性はありません。構造のこれらの違いは、おそらく（四量体ではなく）構造を説明します。モノマーごとに0.19 mg2+バウンドのみが、活性と熱安定性にわずかな影響しかありませんでした。Glu-416およびHis-418に相当する残基の欠如（大腸菌のベータガラクトシダーゼにおける3つのリガンドのうち2つ）は、おそらくMg2+結合の低レベルとMg2+に対する反応の欠如を説明しています。Na+とK+の両方も、活動に影響を与えませんでした。Oニトロフェニルベータ-D-ガラクトピアノシド（ONPG）を用いた酵素活性は、p-ニトロフェニルベータ-D-ベータ-D-ガラクトピラノシド（PNPG）とそれと非常に類似しており、ONPG PHプロファイルはPNPG PHに非常に似ていました。プロフィール。これらの違いは、これら2つの基質を劇的に区別するE.coliベータガラクトシダーゼとは対照的です。T. thermosulfurigenes beta-galactosidaseによる識別の欠如は、大腸菌ベータガラクトシダーゼの残基910-1023に相当する配列が存在しないためである可能性があります。TRP-999はおそらく最も重要です。大腸菌ベータガラクトシダーゼのTRP-999はアグリコンの結合に重要であり、ONPGとPNPGはアグリコンでのみ異なります。T. thermosulfurigenes beta-Galactosidaseのアグリコン部位が異なるという提案は、競争的阻害研究によって強化されたという提案です。大腸菌ベータガラクトシダーゼと比較して、D-ガラクトノラクトンはT. thermosulfurigenes酵素の非常に優れた阻害剤でしたが、L-リボースは不十分に阻害されました。これらは遷移状態の類似体であり、結果は、T。thergosulfurigenesbeta-galactosidaseが大腸菌ベータガラクトシダーゼとは異なる方法で遷移状態に結合することを示しています。メタノールとグルコースはガラクトースの良好な受容体であり、グルコースが受容体である場合、アロラクトースが形成されました。ただし、乳糖が基質であった場合、アロラクトースはTLCによって検出できませんでした。指摘されている違いは、T。thermosulfurigenesの好熱性によるものである可能性があります。

The beta-galactosidase from Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes EM1 was found to be a dimer with a monomer molecular weight of about 85,000. It lacks the alpha-peptide and an important alpha-helix that are both needed for dimer-dimer interaction and there is no homology in other important dimer-dimer interaction areas. These differences in structure probably account for the dimeric (rather than tetrameric) structure. Only 0.19 Mg2+ bound per monomer and Mg2+ had only small effects on the activity and heat stability. The absence of residues equivalent to Glu-416 and His-418 (two of the three ligands to Mg2+ in the beta-galactosidase from Escherichia coli) probably accounts for the low level of Mg2+ binding and the consequent lack of response to Mg2+. Both Na+ and K+ also had no effect on the activity. The enzyme activity with o-nitrophenyl-beta-D-galactopyanoside (ONPG) was very similar to that with p-nitrophenyl-beta-D-beta-D-galactopyranoside (PNPG) and the ONPG pH profile was very similar to the PNPG pH profile. These differences are in contrast to the E.coli beta-galactosidase, which dramatically discriminates between these two substrates. The lack of discrimination by the T. thermosulfurigenes beta-galactosidase could be due to the absence of the sequence equivalent to residues 910-1023 of the E. coli beta-galactosidase. Trp-999 is probably of the most importance. Trp-999 of the E. coli beta-galactosidase is important for aglycone binding and ONPG and PNPG differ only in their aglycones. The suggestion that the aglycone site of the T. thermosulfurigenes beta-galactosidase is different was strengthened by competitive inhibition studies. Compared to E. coli beta-galactosidase, D-galactonolactone was a very good inhibitor of the T. thermosulfurigenes enzyme, while L-ribose inhibited poorly. These are transition-state analogs and the results indicate that T. thermosulfurigenes beta-galactosidase binds the transition state differently than does E. coli beta-galactosidase. Methanol and glucose were good acceptors of galactose, and allolactose was formed when glucose was the acceptor. Allolactose could not, however, be detected by TLC when lactose was the substrate. The differences noted may be due to the thermophilic nature of T. thermosulfurigenes.