Домен, связывающий витамин B12
| B12-связывающий | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 ЯМР-структура глутаматмутазы (b12-связывающей субъединицы) в комплексе с нуклеотидом витамина b12 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | B12-связывающий | ||||||||
| Пфам | ПФ02310 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006158 | ||||||||
| СКОП2 | 1be1 / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
| B12-связывание_2 (4-спиральный домен пучка колпачков) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 как белок связывает b12: рентгеновская структура 3,0 ангстрем доменов связывания b12 метионинсинтазы | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | B12-связывание_2 | ||||||||
| Пфам | ПФ02607 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR003759 | ||||||||
| СКОП2 | 1bmt / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
В молекулярной биологии домен связывания витамина B12 представляет собой белковый домен, который связывается с кобаламином (витамином B12). Он может связывать две различные формы кофактора кобаламина, при этом кобальт связан либо с метильной группой (метилкобаламин), либо с 5'-дезоксиаденозином (аденозилкобаламин). Домены связывания кобаламина в основном встречаются в двух семействах ферментов , присутствующих у животных и прокариот, которые выполняют различные виды реакций по связи кобальт-углерод . Ферменты , которым требуется метилкобаламин, осуществляют реакции переноса метильной группы . Ферменты, которым требуется аденозилкобаламин, катализируют реакции, в которых первым шагом является расщепление аденозилкобаламина с образованием коб(II)аламина и 5'- дезоксиаденозильного радикала , и, таким образом, действуют как генераторы радикалов . В обоих типах ферментов домен связывания B12 использует гистидин для связывания атома кобальта кофакторов кобаламина . Этот гистидин встроен в последовательность DXHXXG, наиболее консервативный мотив первичной последовательности домена. [1] [2] [3] Белки, содержащие домен связывания кобаламина, включают:
- Метионинсинтаза животных и прокариот ( КФ 2.1.1.13), которая катализирует перенос метильной группы от метилкобаламина к гомоцистеину, в результате чего образуются связанные с ферментом коб(I)аламин и метионин.
- Метилмалонил-КоА-мутаза животных и прокариот ( КФ 5.4.99.2), которая участвует в деградации нескольких аминокислот, жирных кислот с нечетной цепью и холестерина через пропионил-КоА в цикле трикарбоновых кислот .
- Прокариотическая лизин-5,6-аминомутаза ( КФ 5.4.3.4).
- Прокариотическая глутаматмутаза ( EC 5.4.99.1). [4]
- Прокариотическая метиленглутаратмутаза ( КФ 5.4.99.4).
- Прокариотическая изобутирил-КоА-мутаза ( EC 5.4.99.13).
Основная структура домена связывания кобаламина характеризуется пятицепочечной альфа/бета (Россманн) складкой, [5] которая состоит из 5 параллельных бета-слоев, окруженных 4-5 альфа-спиралями в трех слоях (альфа/бета/альфа). [6] При связывании кобаламина важные элементы сайта связывания , по-видимому, становятся структурированными, включая альфа-спираль , которая образуется на одной стороне щели, вмещающей нуклеотидный «хвост» кофактора. В кобаламине атом кобальта может быть либо свободным (dmb-off), либо связанным с диметилбензимидазолом (dmb-on) в зависимости от pH. При связывании с доменом связывания кобаламина лиганд диметилбензимидазол заменяется активным гистидином (His-on) мотива DXHXXG . Замена диметилбензимидазола на гистидин позволяет переключаться между каталитическим и активационным циклами. [7] В метионинсинтазе кофактор кобаламина зажат между доменом связывания кобаламина и N-концевым доменом из приблизительно 90 остатков, образующим спиральный пучок, состоящий из двух пар антипараллельных спиралей . [7] Этот N-концевой домен образует 4-спиральный колпачок пучка, при переходе в активную конформацию этого фермента 4-спиральный колпачок вращается, позволяя кофактору кобаламина связываться с доменом активации. [8]
Ссылки
- ^ Krautler B (август 2005). «Витамин B12: химия и биохимия». Biochem. Soc. Trans . 33 (Pt 4): 806–10. doi :10.1042/BST0330806. PMID 16042603.
- ^ Людвиг МЛ, Мэтьюз РГ (1997). «Основанные на структуре перспективы ферментов, зависящих от В12». Annu. Rev. Biochem . 66 : 269–313. doi :10.1146/annurev.biochem.66.1.269. PMID 9242908.
- ^ Баннерджи Р., Рэгсдейл СВ (2003). «Многоликость витамина B12: катализ кобаламин-зависимыми ферментами». Annu. Rev. Biochem . 72 : 209–47. doi :10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828. PMID 14527323.
- ^ Reitzer R, Gruber K, Jogl G, Wagner UG, Bothe H, Buckel W, Kratky C (август 1999). «Глутаматмутаза из Clostridium cochlearium: структура фермента, зависимого от кофермента B12, дает новые механистические идеи». Structure . 7 (8): 891–902. doi : 10.1016/s0969-2126(99)80116-6 . PMID 10467146.
- ^ Ханукоглу I (2015). «Протеопедия: складка Россмана: бета-альфа-бета-складка в местах связывания динуклеотидов». Biochem Mol Biol Educ . 43 (3): 206–209. doi : 10.1002/bmb.20849 . PMID 25704928. S2CID 11857160.
- ^ Drennan CL, Huang S, Drummond JT, Matthews RG, Ludwig ML (декабрь 1994 г.). «Как белок связывает B12: рентгеновская структура доменов связывания B12 метионинсинтазы на уровне 3.0 A». Science . 266 (5191): 1669–74. doi :10.1126/science.7992050. PMID 7992050.
- ^ ab Mancia F, Keep NH, Nakagawa A, Leadlay PF, McSweeney S, Rasmussen B, Bösecke P, Diat O, Evans PR (март 1996 г.). «Как образуются радикалы кофермента B12: кристаллическая структура мутазы метилмалонил-кофермента A при разрешении 2 A». Structure . 4 (3): 339–50. doi : 10.1016/s0969-2126(96)00037-8 . PMID 8805541.
- ^ Bandarian V, Pattridge KA, Lennon BW, Huddler DP, Matthews RG, Ludwig ML (январь 2002 г.). «Доменное чередование переключает B(12)-зависимую метионинсинтазу в конформацию активации». Nat. Struct. Biol . 9 (1): 53–6. doi :10.1038/nsb738. PMID 11731805. S2CID 10529695.
