【Angew. Chem. Int. Ed.】利用脉冲电子-电子双共振揭示同型二聚体酶的配体诱导扭曲

研究蛋白质-配体相互作用的机制有助于调节蛋白质功能的化学工具的开发，并使其能够用于治疗目的。同型二聚体酶tRNA-鸟嘌呤转糖苷酶（TGT），是一种假定的志贺菌病的毒力靶标，结晶学显示配体结合将功能性TGT的二聚体几何结构转变为无功能的扭曲结构。然而，对两种端态的晶体学观察既不能证实溶液中一种二聚体向另一种二聚体的配体诱导转变，也不能阐明潜在的转变机制。

因此，近期，Philipps-Universität Marburg的Gerhard Klebe组与University of Bonn的Olav Schiemann组合作，采用了一种结合定点自旋标记（SDSL）和基于脉冲电子-电子双共振（PELDOR或DEER）光谱的距离测量的方法来解决这一问题。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

首先，在TGT的87位和319位引入半胱氨酸，得到两个突变体G87C和H319C。然后，在引入的半胱氨酸处用MTSL对两种突变体进行自旋标记，产生突变体TGT（G87R1）和TGT（H319R1），在利用4种不同的配体和tRNA分别与TGT（G87R1）和TGT（H319R1）结合。

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通过PELDOR光谱测定TGT突变体与不同配体结合复合物的氮氧化物间距离分布及其基于扭曲和功能TGT二聚体晶体结构的预测。该研究观察到，功能性二聚体和扭曲二聚体之间的平衡取决于配体的类型，吡喃糖取代的配体是使平衡向扭曲二聚体转移的最有力的配体。

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总之，此项研究结果表明，配体结合后扭曲二聚体的形成存在解离-缔合机制。

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参考文献：Unraveling a Ligand-Induced Twist of a Homodimeric Enzyme by Pulsed Electron–Electron Double Resonance

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202108179

原文作者：Dzung Nguyen+, Dinar Abdullin+, Caspar A. Heubach, Toni Pfaffeneder, Andreas Nguyen, AndreasHeine, Klaus Reuter, Francois Diederich†, Olav Schiemann,* and Gerhard Klebe*