Park, So-Hyun;Kim, Bong-Gyu;Lee, Sun-Hee;Lim, Yoong-Ho;Cheong, You-Hoon;Ahn, Joong-Hoon
Bulletin of the Korean Chemical Society
/
v.28
no.12
/
pp.2248-2252
/
2007
SOMT-9 is an O-methyltransferase that utilizes quercetin to produce 3'-methoxy quercetin. In order to determine which amino acids of SOMT-9 are important for this reaction and its regioselectivity, molecular docking experiments followed by site directed mutagenesis were performed. Molecular modeling and molecular docking experiments identified several amino acid residues involved in metal binding, AdoMet binding, and substrate binding. Site-directed mutagenesis showed that Asp188 is critical for metal binding and that Lys165 assists other metal binding residues in maintaining quercetin in the proper position during the reaction. In addition, Tyr207 was shown to play an important role in the determination of the regioselectivity and Met60 was shown to be involved in formation of the hydrophobic pocket necessary for substrate binding. The molecular modeling and docking experiments discussed in this study could be applicable to future research including prediction of substrate binding and regioselectivity of an enzyme.
Seo, Pil-Won;Ryu, Ho-Chang;Gu, Do-Heon;Park, Hee-Sae;Park, Suk-Youl;Kim, Jeong-Sun
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.28
no.8
/
pp.1339-1345
/
2018
2-Keto-3-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase, which catalyzes aldol cleavage and condensation reactions, has two distinct substrate-binding sites. The substrate-binding mode at the catalytic site and Schiff-base formation have been well studied. However, structural information on the phosphate-binding loop (P-loop) is limited. Zymomonas mobilis KDPG aldolase is one of the aldolases with a wide substrate spectrum. Its structure in complex with the substrate-mimicking 3-phosphoglycerate (3PG) shows that the phosphate moiety of 3PG interacts with the P-loop and a nearby conserved serine residue. 3PG-binding to the P-loop replaces water molecules aligned from the P-loop to the catalytic site, as observed in the apostructure. The extra electron density near the P-loop and comparison with other aldolases suggest the diversity and flexibility of the serine-containing loop among KDPG aldolases. These structural data may help to understand the substrate-binding mode and the broad substrate specificity of the Zymomonas KDPG aldolase.
Chemical modification of the S. cerevisiae farnesyl protein transferase (FPT) with CMC, phenylglyoxal and DEPC resulted in enzyme inactivation, depending upon the reagent concentration. The peptide substrate GST-PEP-I, a GST-fused undecapeptide mimicking the C-terminus of $p21^{Ki-ras}$, protected the enzyme against inactivation by CMC which is specific to either aspartate or glutamate, while the other substrate farnesyl pyrophosphate (FPP) showed protection against phenylglyoxal which is the specific modifier of arginine residues, dependent on the substrate concentrations. Neither of the two substrates protected the enzyme against histidine inactivation by DEPC. It is suggested that there is at least one aspartate or glutamate residue at the peptide substrate binding site, and that at least one arginine residue is located at the binding site of FPP. There also seems to be at least one histidine residue which is critical for enzymic activity and is exposed toward the bulk solution, excluded from the substrate binding sites.
Previously published kinetic data on the interactions of seventeen different enzymes with their physiological substrates are re-examined in order to understand the connection between ground state binding energy and transition state stabilization of the enzyme-catalyzed reactions. When the substrate ground state binding energies are normalized by the substrate molar volumes, binding of the substrate to the enzyme active site may be thought of as an energy concentration interaction; that is, binding of the substrate ground state brings in a certain concentration of energy. When kinetic data of the enzyme/substrate interactions are analyzed from this point of view, the following relationships are discovered: 1) smaller substrates possess more binding energy concentrations than do larger substrates with the effect dropping off exponentially, 2) larger enzymes (relative to substrate size) bind both the ground and transition states more tightly than smaller enzymes, and 3) high substrate ground state binding energy concentration is associated with greater reaction transition state stabilization. It is proposed that these observations are inconsistent with the conventional (Haldane) view of enzyme catalysis and are better reconciled with the shifting specificity model for enzyme catalysis.
Proceedings of the Korean Biophysical Society Conference
/
2003.06a
/
pp.70-70
/
2003
Active sites and substrate bindings of 1-aminoxyclopropane-1-carboxylate oxidase (MD-ACO1) catalyzing the oxidative conversion of ACC to ethylene have been determined based on site-directed mutagenesis and comparative modeling methods. Molecular modeling based on the crystal structure of Isopenicillin N synthase (IPNS) provided MD-ACO1 structure. MD-ACO1 protein folds into a compact jelly roll shape, consisting of 9 ${\alpha}$-helices, 10 ${\beta}$-strands and several long loops. The MD-ACO1/ACC/Fe(II)/Ascorbate complex conformation was determined from automated docking program, AUTODOCK. The MD-ACO1/Fell complex model was consistent with well known binding motif information (HIS177-ASP179-HIS234). The cosubstrate, ascorbate is placed between iron binding pocket and Arg244 of MD-ACO1 enzyme, supporting the critical role of Arg244 for generating reaction product. These findings are strongly supported by previous biochemical data as well as site-directed mutagenesis data. The structure of enzyme/substrate suggests the structural mechanism for the biochemical role as well as substrate specificity of MD-ACO1 enzyme.
Cytochrome P450 (CYP) 3A4 metabolizes aflatoxin B1 (AFB1) to AFB1-exo-8,9-epoxide (8,9-epoxidation) and aflatoxin Q1 (AFQ1; 3$\alpha$-hydroxylation) simultaneously. We investigated whether each metabolite was formed via its own binding site of CAP3A4 active site. Kinetics of the formation of the two metabolites were sigmoidal and consistent with the kinetics of substrate activation. The HIll model predicted that two substrate binding wites are involved in the oxidationof AFB1 by CYP3A4. Dehydronifedipine, a metabolite of nifedipine generated by CYP3A4, inhibited the formation of AFQ1 without any inhibition in the formation of AFB1-exo-8,9-epoxidation. Dehydronifedipine was found to act as a reversible competitive inhibitor against 3$\alpha$-hydroxylation of AFB1. Vmax and S0.5 of the 8,9-epoxidation were not changed in the presence of 0, 50, or 100 $\mu\textrm{M}$ dehydronifedipine. S0.5 of 3$\alpha$-hydroxylation was increased from 58$\pm$4 $\mu\textrm{M}$ to 111$\pm$8 $\mu\textrm{M}$ in the presence of 100 $\mu\textrm{M}$ nifedipine whereas Vmax was not changed. These results suggest that there exist two independent binding sites in the active site of CAP3A4 . One binding site is responsible for AFB1-exo-8,9-epoxidation and the other is involved in 3$\alpha$-hydroxylation of AFB1. Dehydronifedipine might selectively bind to the site which is responsible for the formation of AFQ1 in the active site of CYP3A4.
Proceedings of the Korean Biophysical Society Conference
/
2002.06b
/
pp.18-18
/
2002
Nitrogenase, comprised of the MoFe and Fe proteins, catalyzes the reduction of dinitrogen to ammonia at ambient temperature and pressure. The MoFe protein contains two metal centers, the P-cluster (Fe8S7-8) and the FeMo-cofactor (Fe7S9:homocitrate), the substrate binding site. Despite the availability of the crystal structure of the MoFe protein, suprisingly little is known about the molecular details of catalysis at the active site, and no small-molecule substrate or inhibitor had ever been shown to directly interact with a protein-bound cluster of the functioning enzyme, until our electron-nuclear double resonance(ENDOR) study of CO-inhibited nitrogenase.(omitted)
With the rapid development of bioorganic chemistry recently, a field of artificial enzymes has a great concern from the industrial point of view. A number of possibilities now exist ofr the construction of artificial enzymes. They must posses two structural entities, a substrate-binding site and a catalytically effective site. It has been found that producing the facility for substrate binding is relatively straightforward but catalytic sites are somewhat more difficult. Therefore, synthetic catalysts do not yet match all the properties of an enzyme, however, the design of catalysts has lead to very powerful effects. This article reviews the existing literature on the modeling of artificial enzymes using cyclodextrin, modified cyclodextrin and crown compounds.
The binding affinity constants ($p(Od)_{50}$) and molecular docking scores (OS) between porcine odorant binding proteins pOBP (1HQP) and pPBP (1GM6) as receptor and a series of tetrahydrofuran-2-yl (A & B) analogues as substrate, and their interactions were discussed quantitatively using three-dimensional quantitative structure-activity relationship (30-QSAR) models. The statistical qualities of the optimized CoMF A models for pOBP were better than those of the CoMSIA models. The binding affinity constants and OS between substrate and receptor molecules were dependent upon steric and hydrophobic interaction. The DS constants of the substrates into the binding site of OBP (1HQP) were bigger than those of PBP (1GM6). The resulting contour maps produced by the optimized CoMFA model were used to identify the structural features relevant to the binding affinity in binding site of pOBP.
With the advantages of biocatalytic method, enzymes have been excavated for the synthesis of chiral amino acids by the reductive amination of ketones, offering a promising way of producing pharmaceutical intermediates. In this work, a robust phenylalanine dehydrogenase (PheDH) with wide substrate spectrum and high catalytic efficiency was constructed through rational design and active-site-targeted, site-specific mutagenesis by using the parent enzyme from Bacillus halodurans. Active sites with bonding substrate and amino acid residues surrounding the substrate binding pocket, 49L-50G-51G, 74M,77K, 122G-123T-124D-125M, 275N, 305L and 308V of the PheDH, were identified. Noticeably, the new mutant PheDH (E113D-N276L) showed approximately 6.06-fold increment of kcat/Km in the oxidative deamination and more than 1.58-fold in the reductive amination compared to that of the wide type. Meanwhile, the PheDHs exhibit high capacity of accepting benzylic and aliphatic ketone substrates. The broad specificity, high catalytic efficiency and selectivity, along with excellent thermal stability, render these broad-spectrum enzymes ideal targets for further development with potential diagnostic reagent and pharmaceutical compounds applications.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.