WikiDer > (S) -гидроксинитриллиаза

(S)-hydroxynitrile lyase
(S) -гидроксинитриллиаза
Идентификаторы
Номер ЕС4.1.2.47
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum

(S) -гидроксинитриллиаза (EC 4.1.2.47, (S) -циангидрин, продуцирующий гидроксинитриллиазу, (S) -оксинитрилаза, (S) -HbHNL, (S) -MeHNL, гидроксинитриллиаза, оксинитрилаза, HbHNL, MeHNL, (S) -селективная гидроксинитриллиаза, (S) -циангидринкарбонил-лиаза (образование цианида), гидроксинитрилаза) является фермент с систематическое название (S) -циангидринлиаза (образующая цианид).[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] Этот фермент катализирует взаимопревращение между циангидрины и карбонил соединения, полученные из циангидрина со свободным цианид, как в следующих двух химические реакции:

В природе выделение цианида служит механизмом защиты от травоядные животные и микробная атака в растения.[11] Гидроксинитриллиазы α / β гидролазная складка тесно связаны с эстеразы. Все члены α / β гидролазной складки содержат консервативный каталитическая триада (нуклеофил-гистидин-аспартат).[12] В нуклеофил в данном случае это серин. В отличие от эстераз, сериновые протеазы, липазы и других ферментов этого семейства, нуклеофил в гидроксинитриллиазах функционирует как акцептор протонов.[13] Ключ аминокислота остатки в этой реакции являются лизин в позиции 236 и треонин в позиции 11.[14] Lys236 помогает сориентировать субстрат пока Thr11 служит для блокировки оксианионная дыра что превратит фермент в эстеразу.[15]

Обычно изучается (S) -селективные гидроксинитриллиазы включают MeHNL из Manihot esculenta и HbHNL из Hevea brasiliensis. (р) -селективные гидроксинитриллиазы также обнаружены в Arabidopsis thaliana (АтХНЛ). Считается, что AtHNL катализирует эту реакцию по другому механизму.[16]

Не все гидроксинитриллиазы принадлежат к семейству α / β гидролаз. PaHNL (Prunus amygdalus), (р) -селективный, как AtHNL, использует флавин кофактор к катализировать цианогенез.[17]

Натуральные субстраты гидроксинитриллиаз

Ацетонциангидрин было установлено, что это естественный субстрат HbHNL, хотя HbHNL также проявляет активность с манделонитрил, естественный субстрат PaHNL. Расщепление нитрила миндалина на бензальдегид и цианид это то, что дает характеристику амаретто запах миндаля.[18] Природный субстрат AtHNL неизвестен как нет циангидрины были обнаружены в Arabidopis thaliana.

Неестественные субстраты

Было обнаружено, что помимо расщепления циангидрина, HNL катализируют нитроальдольная реакция на низких уровнях.[19]

Рекомендации

  1. ^ Förster, S .; Roos, J .; Effenberger, F .; Wajant, H .; Спрауэр, А. (1996). «Первая рекомбинантная гидроксинитриллиаза и ее применение в синтезе (S) -циангидрины ». Энгью. Chem. Int. Эд. 35 (4): 437–439. Дои:10.1002 / anie.199604371.
  2. ^ Bühler, H .; Effenberger, F .; Förster, S .; Roos, J .; Ваджант, Х. (2003). «Субстратная специфичность мутантов гидроксинитриллиазы из Manihot esculenta". ChemBioChem. 4 (2–3): 211–216. Дои:10.1002 / cbic.200390033. PMID 12616635.
  3. ^ Semba, H .; Добаши, Й .; Мацуи, Т. (2008). "Экспрессия гидроксинитриллиазы из Manihot esculenta в дрожжах и его применение в (S) -манделонитрила с использованием реактора с иммобилизованным ферментом ». Biosci. Biotechnol. Биохим. 72 (6): 1457–1463. Дои:10.1271 / bbb.70765. PMID 18540112.
  4. ^ Avi, M .; Wiedner, R.M .; Griengl, H .; Шваб, Х. (2008). «Улучшение стереоселективного биокаталитического синтеза с помощью субстратной и ферментной инженерии: 2-гидрокси- (4'-оксоциклогексил) ацетонитрил в качестве модели». Химия. 14 (36): 11415–11422. Дои:10.1002 / chem.200800609. PMID 19006143.
  5. ^ von Langermann, J .; Guterl, J.K .; Pohl, M .; Wajant, H .; Крагл, У. (2008). «Синтез циангидрина, катализируемый гидроксинитриллиазой, при высоких значениях pH». Биопроцесс Биосист. Англ.. 31 (3): 155–161. Дои:10.1007 / s00449-008-0198-4. PMID 18204865.
  6. ^ Schmidt, A .; Gruber, K .; Kratky, C .; Ламзин, В. (2008). «Кристаллические структуры с атомным разрешением и квантовая химия встречаются, чтобы раскрыть тонкости катализа гидроксинитриллиазой». J. Biol. Chem. 283 (31): 21827–21836. Дои:10.1074 / jbc.m801056200. PMID 18524775.
  7. ^ Gartler, G .; Kratky, C .; Грубер, К. (2007). «Структурные детерминанты энантиоселективности гидроксинитриллиазы из Hevea brasiliensis". J. Biotechnol. 129 (1): 87–97. Дои:10.1016 / j.jbiotec.2006.12.009. PMID 17250917.
  8. ^ Wagner, U.G .; Schall, M .; Hasslacher, M .; Hayn, M .; Griengl, H .; Schwab, H .; Кратки, К. (1996). «Кристаллизация и предварительные рентгеноструктурные исследования гидроксинитриллиазы из Hevea brasiliensis". Acta Crystallogr. D. 52 (Pt 3): 591–593. Дои:10.1107 / s0907444995016830. PMID 15299689.
  9. ^ Schmidt, M .; Herve, S .; Klempier, N .; Гренгль, Х. (1996). «Получение оптически активных циангидринов с использованием (S) -гидроксинитриллиаза из Hevea brasiliensis". Тетраэдр. 52 (23): 7833–7840. Дои:10.1016/0040-4020(96)00354-7.
  10. ^ Klempier, N .; Гренгль, Х. (1993). "Алифатический (S) -циангидрины путем ферментативно-катализируемого синтеза ». Tetrahedron Lett. 34 (30): 4769–4772. Дои:10.1016 / s0040-4039 (00) 74084-6.
  11. ^ Поултан, Дж. Э. (1990). «Цианогенез у растений». Физиология растений. 94 (2): 401–405. Дои:10.1104 / стр.94.2.401. ЧВК 1077245. PMID 16667728.
  12. ^ Ollis, D. L .; Cheah, E .; Cygler, M .; Dijkstra, B .; Frolow, F .; Franken, S.M .; Harel, M .; Ремингтон, С. Дж .; Silman, I .; Schrag, J .; Sussman, J. L .; Вершуерен, К. Х. Г. и Гольдман, А. (1992). «Складка α / β гидролазы» (PDF). Protein Eng. 5 (3): 197–211. Дои:10.1093 / протеин / 5.3.197. PMID 1409539.
  13. ^ Цуй ФК; Кастрюля XL; Лю Джи (2010). «Каталитический механизм гидроксинитриллиазы из Hevea brasiliensis: теоретическое исследование ». J Phys Chem B. 114 (29): 9622–8. Дои:10.1021 / jp100373e. PMID 20593768.
  14. ^ Грубер К., Гартлер Г., Краммер Б., Шваб Х., Кратки С. (2004). «Механизм реакции гидроксинитриллиаз суперсемейства α / β-гидролаз: трехмерная структура временного фермент-субстратного комплекса подтверждает решающую роль LYS.236". J Biol Chem. 279 (19): 20501–10. Дои:10.1074 / jbc.M401575200. PMID 14998991.
  15. ^ Padhi SK; Fujii R; Legatt GA; Fossum SL; Berchtold R; Казлаускас Р.Ю. (2010). «Переход от эстеразы к механизму гидроксинитриллиазы требует только двух аминокислотных замен». Chem. Биол. 17 (8): 863–71. Дои:10.1016 / j.chembiol.2010.06.013. PMID 20797615.
  16. ^ Андексер Дж. Н., Стауниг Н., Эггерт Т., Кратки С., Поль М., Грубер К. (2002). «Активный центр гидроксинитриллиазы из Prunus amygdalus: исследования моделирования позволяют по-новому взглянуть на механизм цианогенеза ". Белковая наука. 11 (2): 292–300. Дои:10.1110 / PS.38102. ЧВК 2373431. PMID 11790839.
  17. ^ Древены I, Кратки С., Грубер К. (2012). «Гидроксинитриллиазы с α / β-гидролазной складкой: два фермента с почти идентичными трехмерными структурами, но противоположными энантиоселективностями и разными механизмами реакции». ChemBioChem. 13 (13): 1932–9. Дои:10.1002 / cbic.201200239. ЧВК 3444685. PMID 22851196.
  18. ^ Sánchez-Perez, R .; Saez, F .; Borch, J .; Dicenta, F .; Моллер Б. и Йоргенсен К. (2012). «Прунасин гидролазы во время развития плодов сладкого и горького миндаля». Физиология растений. 158 (4): 1916–1932. Дои:10.1104 / стр.111.192021. ЧВК 3320195. PMID 22353576.
  19. ^ Purkarthofer, T .; Gruber, K .; Gruber-Khadjawi, M .; Waich, K .; Skranc, W .; Норка, Д .; Гренгль, Х. (2006). "Биокаталитическая реакция Генри - гидроксинитриллиаза из Hevea brasiliensis Также катализирует реакции нитроальдола ». Angewandte Chemie. 45 (21): 3454–3456. Дои:10.1002 / anie.200504230. PMID 16634109.

внешняя ссылка