揭示非典型尿嘧啶DNA糖基化酶UdgX的催化過(guò)程
通過(guò)解析蛋白脫底物及其與配體、DNA等一系列晶體結(jié)構(gòu)(圖a-c),該研究揭示了MsmUdgX獨(dú)特的催化過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn),MsmUdgX首先對(duì)含U底物的 DNA發(fā)生尿嘧啶切除作用,然后其第109位的組氨酸與單鏈DNA底物AP位點(diǎn)的糖環(huán)形成一個(gè)共價(jià)鍵,因此可以耐受變性劑的作用;同時(shí)也由于酶無(wú)法再生,從而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。該研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶體結(jié)構(gòu),各自代表其催化途徑中不同階段酶所處的狀態(tài),提出了如圖e所示的催化路徑模型,可能經(jīng)歷一個(gè)稱為“oxacarbenium”的中間體。該機(jī)制不但合理解釋了MsmUdgX酶獨(dú)特的生化性質(zhì),而且發(fā)現(xiàn)酶在反應(yīng)中通過(guò)一種“自殺”的方式抑制其自身活性,在已知的UDG酶中尚屬首例。此外,由于MsmUdgX只存在于細(xì)菌中,研究者的MsmUdgX-DNA共價(jià)復(fù)合物的結(jié)構(gòu)可能為新型抗菌藥物的設(shè)計(jì)提供新思路,具有潛在的應(yīng)用前景。
中山大學(xué)
2021-04-13