第III类氨基转移酶N端及活性位点附近柔性P-x-P环的结构解析

《Crystals》：Structural Insights into the N-Terminus and a Flexible P-x-P Loop near the Active Site of a Class III Aminotransferase

　　第III类氨基转移酶代表了一个在结构和功能上具有独特性的亚群。然而，特定环状结构元件对其活性位点构建以及辅因子依赖性结构转变的贡献仍研究不足。我们阐明了南极细菌 Hymenobacter sp. PAMC 26554（Hy AT）第III类折叠磷酸吡哆醛依赖性氨基转移酶的催化功能结构框架，并报告了其2.31 ?分辨率的晶体结构。该结构揭示了一种典型的第III类折叠，组织为功能性同源四聚体。结构分析鉴定出α10-α11环中一个含脯氨酸基序（P-x-P），该基序在无辅因子形态中诱导活性位点入口处的内在无序性，并揭示协同无序-有序转变是辅因子结合时活性位点组装的必要条件。我们提出该柔性环区可能参与调节底物进入。值得注意的是，尽管Hy AT具有冷适应特性，该脯氨酸基序在超嗜热菌同源物中得到了保守。这种趋同现象暗示了一种共同的进化策略，即利用脯氨酸的几何约束将局部活性位点动力学与整体支架稳定性解耦，从而解决不同温度环境下的稳定性-活性权衡问题。我们的发现为第III类氨基转移酶的结构动力学提供了新的分子见解，并强调了极端环境中调节酶柔性的进化策略。