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.
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.
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.
Unlike other viral polymerases, HCV RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) has not been successfully inhibited by nucleoside analogues presumably due to its strong substrate specificity for RNA. Thus, in order to understand the RNA-specificity of HCV RdRp, the structural characteristics of the active site was investigated. The hereto unknown 2-OH binding pocket at the active site of RdRp provides invaluable implication for the development of novel anti-HCV nucleoside analogues.
Aeromonas hydrophila is a bacterial pathogen that infects a large number of eukaryotes, including humans. The UDP-galactose 4'-epimerase (GalE) catalyzes interconversion of UDP-galactose to UDP-glucose and plays a key role in lipopolysaccharide biosynthesis. This makes it an important virulence determinant, and therefore a potential drug target. Our earlier studies revealed that unlike other GalEs, GalE of A. hydrophila exists as a monomer. This uniqueness necessitated elucidation of its structure and active site. Chemical modification of the 6xHis-rGalE demonstrated the role of histidine residue in catalysis and that it did not constitute the substrate binding pocket. Loss of the 6xHis-rGalE activity and coenzyme fluorescence with thiol modifying reagents established the role of two distinct vicinal thiols in catalysis. Chemical modification studies revealed arginine to be essential for catalysis. Site-directed mutagenesis indicated Tyr149 and Lys153 to be involved in catalysis. Use of glycerol as a cosolvent enhanced the GalE thermostability significantly.
Kim, Tae Gyun;Kwon, Taek Hun;Min, Kyoungin;Dong, Mi-Sook;Park, Young In;Ban, Changill
Molecules and Cells
/
v.27
no.1
/
pp.99-103
/
2009
Ribose-5-phosphate isomerase A (RpiA) plays an important role in interconverting between ribose-5-phosphate (R5P) and ribulose-5-phosphate in the pentose phosphate pathway and the Calvin cycle. We have determined the crystal structures of the open form RpiA from Vibrio vulnificus YJ106 (VvRpiA) in complex with the R5P and the closed form with arabinose-5-phosphate (A5P) in parallel with the apo VvRpiA at $2.0{\AA}$ resolution. VvRpiA is highly similar to Escherichia coli RpiA, and the VvRpiA-R5P complex strongly resembles the E. coli RpiA-A5P complex. Interestingly, unlike the E. coli RpiA-A5P complex, the position of A5P in the VvRpiA-A5P complex reveals a different position than the R5P binding mode. VvRpiA-A5P has a sugar ring inside the binding pocket and a phosphate group outside the binding pocket: By contrast, the sugar ring of A5P interacts with the Asp4, Lys7, Ser30, Asp118, and Lys121 residues; the phosphate group of A5P interacts with two water molecules, W51 and W82.
CYP107W1 from Streptomyces avermitilis is a cytochrome P450 enzyme involved in the biosynthesis of macrolide oligomycin A. A previous study reported that CYP107W1 regioselectively hydroxylated C12 of oligomycin C to produce oligomycin A, and the crystal structure of ligand free CYP107W1 was determined. Here, we analyzed the structural properties of the CYP107W1-oligomycin A complex and characterized the functional role of the Trp178 residue in CYP107W1. The crystal structure of the CYP107W1 complex with oligomycin A was determined at a resolution of $2.6{\AA}$. Oligomycin A is bound in the substrate access channel on the upper side of the prosthetic heme mainly by hydrophobic interactions. In particular, the Trp178 residue in the active site intercalates into the large macrolide ring, thereby guiding the substrate into the correct binding orientation for a productive P450 reaction. A Trp178 to Gly mutation resulted in the distortion of binding titration spectra with oligomycin A, whereas binding spectra with azoles were not affected. The Gly178 mutant's catalytic turnover number for the 12-hydroxylation reaction of oligomycin C was highly reduced. These results indicate that Trp178, located in the open pocket of the active site, may be a critical residue for the productive binding conformation of large macrolide substrates.
Acyl-CoA oxidases (ACOXs) play important roles in lipid metabolism, including peroxisomal fatty acid ${\beta}$-oxidation by the conversion of acyl-CoAs to 2-trans-enoyl-CoAs. The yeast Yarrowia lipolytica can utilize fatty acids as a carbon source and thus has extensive biotechnological applications. The crystal structure of ACOX3 from Y. lipolytica (YlACOX3) was determined at a resolution of $2.5{\AA}$. It contained two molecules per asymmetric unit, and the monomeric structure was folded into four domains; $N{\alpha}$, $N{\beta}$, $C{\alpha}1$, and $C{\alpha}2$ domains. The cofactor flavin adenine dinucleotide was bound in the dimer interface. The substrate-binding pocket was located near the cofactor, and formed at the interface between the $N{\alpha}$, $N{\beta}$, and $C{\alpha}1$ domains. Comparisons with other ACOX structures provided structural insights into how YlACOX has a substrate preference for short-chain acyl-CoA. In addition, the structure of YlACOX3 was compared with those of medium- and long-chain ACOXs, and the structural basis for their differences in substrate specificity was discussed.
Dwamena, Amos K.;Phillips, Robert S.;Kim, Chang Sup
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.29
no.3
/
pp.373-381
/
2019
Site-directed mutagenesis was employed to generate five different triple point mutations in the double mutant (C295A/I86A) of Thermoanaerobacter ethanolicus alcohol dehydrogenase (TeSADH) by computer-aided modeling with the aim of widening the small alkyl-binding pocket. TeSADH engineering enables the enzyme to accept sterically hindered substrates that could not be accepted by the wild-type enzyme. The underline in the mutations highlights the additional point mutation on the double mutant TeSADH introduced in this work. The catalytic efficiency ($k_{cat}/K_M$) of the ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A triple TeSADH mutant for acetophenone increased about 4.8-fold higher than that of the double mutant. A 2.4-fold increase in conversion of 3'-methylacetophenone to (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol with a yield of 87% was obtained by using ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A mutant in asymmetric reduction. The ${\underline{A85G}}$/C295A/I86A mutant also produced (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol (1.7-fold) from 3'-methylacetophenone and (R)-1-(3-methoxyphenyl)-ethanol (1.2-fold) from 3'-methoxyacetophenone, with improved yield. In terms of thermal stability, the ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A and ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A mutants significantly increased ${\Delta}T_{1/2}$ by $+6.8^{\circ}C$ and $+2.4^{\circ}C$, respectively, with thermal deactivation constant ($k_d$) close to the wild-type enzyme. The ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A mutant reacts optimally at $70^{\circ}C$ with almost 4 times more residual activity than the wild type. Considering broad substrate tolerance and thermal stability together, it would be promising to produce (R)-1-(3-methylphenyl)-ethanol from 3'-methylacetophenone by ${\underline{V115A}}$/C295A/I86A, and (R)-1-phenylethanol from acetophenone by ${\underline{M151A}}$/C295A/I86A mutant, in large-scale bioreduction processes.
Melanin is synthesized by tyrosinase to protect the skin from ultraviolet light. However, overproduction and accumulation of melanin can result in hyperpigmentation and skin melanoma. Tyrosinase inhibitors are commonly used in the treatment of hyperpigmentation. Natural tyrosinase inhibitors are often favoured over synthetic ones due to the potential side effects of the latter, which can include skin irritation, allergies, and other adverse reactions. Nuciferine, an alkaloid derived from Nelumbo nucifera, exhibits potent antioxidant and anti-proliferative properties. This study focused on the in silico screening of nuciferine for anti-tyrosinase activity, using kojic acid, ascorbic acid, and resorcinol as standards. The tyrosinase protein target was selected through homology modeling. The residues of the substrate binding pocket and active site pockets were identified for the purposes of grid box optimization and docking. Therefore, nuciferine is a potent natural tyrosinase inhibitor and shows promising potential for application in the treatment of hyperpigmentation and skin melanoma.
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.