SbSOMT甲基转移酶辅因子-底物协同作用的π堆叠网络的结构动力学

《Communications Chemistry》：Structural dynamics of the π-stacking network governing cofactor-substrate cooperativity of SbSOMT methyltransferase

　　

摘要

SAM依赖的甲基转移酶是一类能够通过有序或随机的双双机制将甲基从辅因子转移到底物上的酶。然而，调控辅因子与底物之间结合协同性的结构动力学机制仍不甚明了。在本研究中，我们发现植物O-甲基转移酶SbSOMT在辅因子与底物之间表现出双向的正协同性，但SbSOMT与SAM-pterostilbene复合物的结合不具协同性。此外，SbSOMT的底物结合动力学会随着结合辅因子的不同而发生变化：与Sinefungin结合的SbSOMT主要表现出正协同性，这归因于底物结合速率常数（k_on）的增加；而与SAH结合的SbSOMT则主要表现出负协同性，这归因于解离速率常数（k_off）的降低。结构分析表明，这种协同性的变化及不同的结合动力学源于辅因子与底物在甲基结合位点上的相互作用。进一步的研究表明，动态的W279 π-堆叠网络是这种协同性的关键。当第一个配体H196结合时，W279和H282会发生重排，形成一个π-堆叠结构，其中W279作为核心平面并与底物发生堆叠。W279的突变显著降低了底物的亲和力、协同性以及酶活性。