Per citar aquest document: http://ddd.uab.cat/record/36705
Structural and functional studies of pyridoxine 5'-phosphate synthase from E. Coli / Marta Garrido Franco
Garrido Franco, Marta
Huber, Robert, dir. (Max Planck Institut für Biochemie)

Publicació: Bellaterra : Universitat Autònoma de Barcelona, 2002
Resum: El piridoxal 5'-fosfato es la forma biocatalíticamente activa de la vitamina B6, siendo uno de los cofactores más versátiles de la naturaleza, el cuál tiene un papel central en el metabolismo de aminoácidos. Mientras que la mayoria de microorganismos y plantas pueden sintetizar la vitamina B6 de novo, los mamíferos se ven obligados a obtener uno de sus vitámeros a través de la dieta. La maquinaria biosintética de Escherichia coli es, de lejos, la mejor caracterizada y consiste en cuatro proteínas pdx. PdxJ, también conocida como piridoxina 5'-fosfato sintasa, es la enzima clave en esta via. Cataliza el último paso, la complicada reacción de cierre del anillo entre 1-deoxi-D-xilulosa-5-fosfato y aminoacetona-3-fosfato para formar piridoxina 5'-fosfato. La comparación de secuencias de PdxJ entre espécies revela que existe un alto grado de conservación indicando así la enorme importancia fisiológica de esta enzima. Con el uso de un derivado de mercurio fue posible el resolver la estructura cristalina de la enzima de E. coli por el método del «single isomorphous replacement with anomalous scattering» y el refinar la estructura a 2. 0 Å de resolución. El monómero corresponde al plegamiento TIM o barril (_/_)8, con la incorporación de tres hélices extra que median los contactos entre intersubunidades en el octámero. El octámero representa el estado fisiológicamente relevante, que fué observado tanto en el cristal como en solución, y que esta organizado como un tetrámero de dímeros activos. La caracterización de la estructura cristalográfica de la enzima con sustratos, análogos de sustrato y productos unidos permitió la identificación del centro activo y la propuesta de un mecanismo detallado. Los rasgos catalíticos más remarcables son: (1) el cierre del centro activo una vez se han unido los sustratos, de manera que el bolsillo de unión queda aislado del solvente y los intermediarios de la reacción quedan así estabilizados; (2) la existencia de dos sitios de unión de fosfato bien definidos; (3) y un canal de agua que penetra el núcleo del barril _ y permite liberar las moléculas de agua formadas durante la reacción. La cantidad de información presentada debería permitir el diseño de inhibidores de la piridoxina 5'-fosfato sintasa basados en su estructura. Es interesante el destacar que entre las bacterias que contienen el gen pdxJ se encuentran unos cuantos patógenos bien conocidos. La resistencia de bacterias contra antibióticos está aumentando cada vez más, hecho que se está convirtiendo en un auténtico problema. Por este motivo, es necesario el desarrollar medicamentos antibacterianos con un alto grado de especificidad y la piridoxina 5'-fosfato sintasa parece ser una diana muy prometedora.
Resum: Pyridoxal 5'-phosphate is the biocatalytically active form of vitamin B6, being one of nature's most versatile cofactors that plays a central role in the metabolism of amino acids. Whereas microorganisms and plants can synthetise vitamin B6 de novo, mammals have to obtain one of the B6 vitamers with their diet. The Escherichia coli biosynthetic machinery is the, by far, best characterised and it consists in four pdx proteins. PdxJ, also referred to as pyridoxine 5'-phosphate synthase, is the key enzyme in this pathway. It catalyses the last step, the complicated ring-closure reaction between 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate and aminoacetone-3-phosphate yielding pyridoxine 5'-phosphate. Sequence comparison of PdxJ from different species revealed a remarkable high degree of conservation indicating the paramount physiological importance of this enzyme. With the use of one mercury heavy-atom derivative, it was possible to solve the crystal structure of the E. coli enzyme by the single isomorphous replacement method with anomalous scattering and to refine the structure at 2. 0 Å resolution. The monomer folds as a TIM or (_/_)8 barrel, with the incorporation of three extra helices that mediate intersubunits contacts within the octamer. The octamer represents the physiological relevant state that was observed in the crystal and in solution, and that is organised as a tetramer of active dimers. Characterisation of the enzyme crystal structure with bound substrates, substrate analogues, and products allowed the identification of the active site and the proposal of a detailed reaction mechanism. The most important catalytic features are: (1) active site closure upon substrate binding, in order to isolate the specificity pocket from the solvent und thus stabilise the reaction intermediates; (2) the existence of two well-defined phosphate binding sites; (3) and a water channel that penetrates the _ barrel core and allows the release of waters in the closed state. The amount of information here presented should permit the structure-based design of pyridoxine 5'-phosphate synthase inhibitors. Interestingly, among bacteria that contain the pdxJ gene there are several well-known pathogens. More and more, the bacterial resistance against antibiotics is increasing and therefore becoming a real problem. Thus, it is necessary the development of highly specific antibacterial drugs and pyridoxine 5'-phosphate synthase seems to be a promising novel target.
Nota: Bibliografia
Nota: Tesi doctoral - Universitat Autònoma de Barcelona, Facultat de Ciències, Departament de Bioquímica i Biologia Molecular, 2002
Nota: Consultable des del TDX
Nota: Títol obtingut de la portada digitalitzada
Drets: ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
Llengua: Anglès.
Document: Tesis i dissertacions electròniques ; doctoralThesis
Matèria: Vitamina B6 ; Enzims, Inhibidors d'

Adreça alternativa:: http://hdl.handle.net/10803/3469


46 p, 706.2 KB

30 p, 627.8 KB

28 p, 742.9 KB

35 p, 564.5 KB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Tesis doctorals

 Registre creat el 2009-05-07, darrera modificació el 2016-06-05



   Favorit i Compartir