大肠杆菌DHFR酶催化循环中的构象选择和诱导性变化
摘要：蛋白质功能常涉及不同构象之间的变化。关键问题是这些构象变化如何与其发生时的结合或催化过程相耦合，以及它们如何影响酶的催化速率。一个重要的模型系统是大肠杆菌的二氢叶酸还原酶（DHFR）酶，其在催化步骤和产物解离过程中表现出活性位点环的特征性构象变化。在本文中，我们提出了一个通用的动力学框架，可用于（1）确定构象变化、结合和催化耦合事件的顺序和（2）通过对NMR R2松弛散度实验和传统酶动力学测量的综合分析来确定耦合进程的亚步骤的速率。我们将这个框架应用于大肠杆菌DHFR，并发现产物解离过程中的构象变化遵循构象选择机制，即构象变化主要发生在解离之前。与此相反，在催化步骤中的构象变化是诱导性的，即变化发生在化学反应之后。我们认为，这些构象变化之所以存在于大肠杆菌中，而在人体和其他脊椎动物的DHFR中不存在，是为了增加对大范围pH变化和底物/产物浓度变化的催化速率的鲁棒性。
作者：Thomas R. Weikl and David D. Boehr
论文ID：1205.2358
分类：Biomolecules
分类简称：q-bio.BM
提交时间：2012-05-11