Effect of Substituted Residue 139 and 258 on Structural Changes of Mutant Tryptophan Synthase Pro96→Leu α-Subunit

Enzymatic activities and fluorescence spectroscopic properties of the double mutant proteins P96L/F139W, P96L/F258W and a triple mutant protein P96L/F139W/F258W of tryptophan synthase $\alpha$ subunit from Escherichia coli was examined to study tertiary and local structure changes around the tryptophan residues. The enzymatic activities of P96l./F139W and P96L/F258W were similar, but P96L/F139W/F258W had lower activity, as compared to wild type. The fluorescence intensities of double mutant, P96L/F139W and P96L/F258W, were decreased but that of a triple mutant, P96L/F139W/F258W, was increased when compared to wild type. The sum of the maximum fluorescence intensity (fluorescence intensity at the λ$_{max}$) for the double mutant proteins was not equal to the intensity seen in the triple mutant protein. The enzymatic activity and fluorescence data indicate that the replacement of Pro$^{96}$ longrightarrowLeu might affect on the stability of helix 8 and the loop located between strand 4 and helix4. The result suggests that the tertiary structure of triple mutant (P96L/F139W/F258W), being different from wild type, might have more compact residual structure at the vicinity of 139 and 258.8.

트립토판 중합효소 α 소단위 잔기 치환체 Pro96→Leu의 구조 변화에 영향을 미치는 139 및 258 잔기의 치환 효과

대장균 트립토판 중합효소(tryptophan synthase) $\alpha$ 소단 위체의 96번, 139번 과 258번 자리를 돌연변이 시킨 이중 돌연변이체 P96L/F139W, P6L/F258W와 삼중 돌연변이체 P96L/F139W/F258W의 효소 활성도와 형광 분광계를 이용한 분광학적 성질을 조사하였다. 이중 돌연변이체의 효소 활성도는 야생형과 유사하나 삼중 돌연변이체는 40% 감소된 활성도를 가진다. P96L/F139W 와 P96L/F258W의 형광세기는 야생형에 비해 감소하였으나 P96L/F139W/F258W는 야생형에 비해 증가하였다. 효소 활성도와 형광 결과는 96번의 치환이 8번 알파구조와 4번 베타 구조와 4번 알파구조 사이의 loop의 안정성에 영향을 준 것을 나타낸다. 이 결과로부터 P96L/F139W/F258W는 야생형과 다른 3차 구조를 가지나 139번과 258면 주위는 더 조밀한 구조를 가지고 있다는 것을 보여준다.