Structure and $Ca^{2＋}$-ion effects on the function of $\alpha$-cyclodextrin Glucanotransferase from B. macerans : An X-ray study

Bacillus macerans에서 정제한 $\alpha$-cyclooextrin glucanotransferase의 구조와 칼슘이온이 기능에 미치는 영향 : X-ray 연구

The X-ray structure of the cydodextrin-glucanotransferase of Bacillus macerans was solved by molecular replacement at 2.0 ${\AA}$ resolution. The refined structure has a crystallographic R-factor of 16.6%, (R$\sub$free/ = 20.5%). A new metal binding site occupied by two Ca$\^$2+/-ions was found at an accession channel of the active site. There is a large accumulation of negative charges that bind these Ca$\^$2+/-ions, thereby connecting segment ${\beta}$13-${\alpha}$G (residue 254-276) to the main body of domain A (at ${\alpha}$H, residue 283-297). The segment 313-${\alpha}$G contains the catalytic residue Glu258 between subsite 1 and -1 and Tyr260 (subsite 2) which is located at the entrance of the active site. The Ca$\^$2＋/-site 3a,b may have a major role for the activity and specificity of this CGTase, although it is not even conserved for the a-subclass of CGTases.

$\AA$의 분해능을 가진 Bacillus macerans에서 분리 정제한 cyclodextrin glucanotransferase의 결정 구조를 X-ray를 이용하여 분자 대치법을 사용하여 밝혔다. 정확한 구조는 16.6% ( $R_{free}$ = 20.5%)의 결정학적 R-factor를 가지고 있다. 두 개의 $Ca^{2+}$$_{-}$/ 이온이 점유된 새로운 금속 결합자리는 활성 자리의 도달 채널에서 발견되었다. $Ca^{2+}$$_{-}$/ 이온에 결합하는 음의 하전을 띤 아미노산 잔기들이 많이 밀집되어 있고 이 때, domain A ($\alpha$H에서 아미노산 잔기 283-297)의 중심부에 연결 부분은 $\beta$ 13-$\alpha$G 이었다. $\beta$13-$\alpha$G 부분은 활성 자리의 입구에 위치한 subsite 1에서 -1 과 Tyr260 (subsite 2)사이에 있는 촉매 부위 Glu258을 포함하고 있다. 비록 $\alpha$-CGTase 부류에서 잘 보존되어 있지는 않으나, 새로운 $Ca^{2+}$$_{-}$/ 자리 3a,b가 이 $\alpha$-CGTase의 활성도와 생성물의 특이성에 중요한 역할을 하리라 추측된다.다.