トリプトファンシンターゼのベータサブユニットの活性と熱安定性のための保存された可変C末端残基の重要性

トリプトファンシンターゼベータサブユニットのC末端領域（残基378-397）のヘリックス13および保存および可変残基の機能的役割を評価するために、4つのC末端切り捨てと12点変異を構築しました。これらの変異が動態および分光特性と熱安定性に及ぼす影響をここで報告しています。変異ベータサブユニットはすべて、均一性に精製された安定したalpha2beta2複合体を形成します。変異体アルファ2BETA2複合体は、L-セリンとインドールとの反応に基づいて、トリプトファンを形成する活性に基づいて2つのクラスに分割されます。ARG-379またはASP-381または切り捨て（384-397または385-397）で変異を持つクラスI酵素は、有意な活性を示します（野生型の1-38％）。LYS-382またはASP-383または切り捨て（382-397または383-397）で変異を持つクラスII酵素は、非常に低い活性（野生型の<1％）を示します。クラスII酵素は、L-セリンとインドールとの反応と酵素 - 副舞台中間体の分布の変化における活性を大幅に低下させましたが、ベータメルカプトエタノールとの反応における酵素 - 副舞台中間体の分布は、ベータクロロ-L-アラニンとインドールとの反応における活性を保持しています。結果のAlpha2Beta2複合体の3次元構造との相関は、LYS-382とASP-383が、L-セリンの反応で発生する「閉じた」立体構造変化の提案に重要な役割を果たすことを示唆しています。C末端切り捨て（383-397または384-397）を備えた変異ベータサブユニットは、野生型ベータサブユニットよりも60度Cではるかに迅速な熱不活性化を受けるため、C末端ヘリックスはベータサブユニットを安定させます。

To assess the functional roles of helix 13 and of the conserved and variable residues in the C-terminal region (residues 378-397) of the tryptophan synthase beta subunit, we have constructed four C-terminal truncations and 12 point mutations. The effects of these mutations on kinetic and spectroscopic properties and thermal stability are reported here. The mutant beta subunits all form stable alpha2beta2 complexes that have been purified to homogeneity. The mutant alpha2beta2 complexes are divided into two classes on the basis of activity in the reaction of L-serine with indole to form tryptophan. Class I enzymes, which have mutations at Arg-379 or Asp-381 or truncations (384-397 or 385-397), exhibit significant activity (1-38% of wild type). Class II enzymes, which have mutations at Lys-382 or Asp-383 or truncations (382-397 or 383-397), exhibit very low activity (<1% of wild type). Although Class II enzymes have drastically reduced activity in the reaction of L-serine with indole and an altered distribution of enzyme-substrate intermediates in the reaction of L-serine with beta-mercaptoethanol, they retain activity in the reaction of beta-chloro-L-alanine with indole. Correlation of the results with the three-dimensional structure of the alpha2beta2 complex suggests that Lys-382 and Asp-383 serve important roles in a proposed "open" to "closed" conformational change that occurs in the reactions of L-serine. Because mutant beta subunits having C-terminal truncations (383-397 or 384-397) undergo much more rapid thermal inactivation at 60 degrees C than the wild type beta subunit, the C-terminal helix 13 stabilizes the beta subunit.