Please wait a minute...
IMAGE/TABLE DETAILS
Halogenases in Biocatalysis: Advances in Mechanism Elucidation, Directed Evolution, and Green Manufacturing
WANG Mingpeng, CHEN Lei, ZHAO Yiran, ZHANG Yimin, ZHENG Qifan, LIU Xinyang, WANG Yixue, WANG Qinhong
Synthetic Biology Journal    DOI: 10.12211/2096-8280.2024-091

Fig. 8 The proposed catalytic mechanism of PrnA by calculation and simulation[69]
Extracts from the Article
FDHs的催化机制一直存在争议。已有实验和理论研究分别支持HOX对底物的直接卤化[27](机制1)或在底物卤化之前形成Lys-NH2Cl+(或Lys-NHCl)中间体[26](机制2)。最近,Barker等[69]以色氨酸卤化酶PrnA为研究对象,利用密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟探讨了这两种机制。研究者从HOCl与色氨酸在酶活性位点的结合稳定性入手,最终计算并比较了机制1和机制2的能量分布。通过计算模拟活性位点Lys79和Glu346的全部四种质子化状态,表明状态A(质子化的Lys79和去质子化的Glu346)对于HOCl稳定结合于活性位点是必需的,也是这两种机制催化过程中最可能的一种质子化状态。DFT计算显示,质子化状态A也是机制1的优选状态,因为Lys79与HOCl之间的强氢键增强了HOCl的反应性,使其能够对由HOCl解离形成的羟基进行质子化,同时Glu346的羧酸根则稳定形成的Wheland中间体并随即对其去质子化(图8)。此外,四种质子化状态下,机制2的能量屏障均显著高于机制1,因此可以排除机制2。这些计算为FDHs中HOX对底物直接卤化而非形成赖氨酸中间体的催化机制提供了证据,并揭示了Lys79和Glu346这两个关键残基在初始结合底物及卤化反应过程中的双重作用。
Other Images/Table from this Article