L-ornitin N5 monooxygenas
| L-ornitin N5 monooxygenas | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Ornitin monooxygenase tetramer, Aspergillus fumigatus
| |||||||||
| Identifierare | |||||||||
| EG nr. | 1.14.13.196 | ||||||||
| Databaser | |||||||||
| IntEnz | IntEnz-vy | ||||||||
| BRENDA | BRENDA inträde | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme-vy | ||||||||
| KEGG | KEGG inträde | ||||||||
| MetaCyc | Metabolisk väg | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB- strukturer | RCSB PDB PDBe PDB summa | ||||||||
| |||||||||
L-ornitin N5 monooxygenas (EC 1.14.13.195 eller EC 1.14.13.196) är ett enzym som katalyserar en av följande kemiska reaktioner :
L-ornitin + NADPH + O 2 N(5)-hydroxi-L-ornitin + NADP + + H 2 O L-ornitin + NAD(P)H + O 2 N(5)-hydroxi-L-ornitin + NAD(P ) + + H2O
De tre liganderna för detta enzym är L-ornitin ( substrat ), FAD ( kofaktor ) och NADPH eller NAD(P)H (kofaktor och elektrondonator ).
Enzymklassificering
L-ornitin N5 monooxygenas klassificeras under två EG-nummer - EC1.14.13.195 och EC 1.14.13.196. Den första siffran, 1, identifierar enzymet som ett oxidoreduktas. Den efterföljande 14 hänvisar till det faktum att detta enzym verkar "på parade donatorer, med inkorporering eller reduktion av molekylärt syre". De 13 identifierar detta enzym som att använda NADH eller NAD(P)H som en donator, samtidigt som den införlivar en syreatom på den andra. Det är därför det finns två EC-nummer för detta enzym - det ena slutar med 195 som refererar till NADPH som donator, medan 196 refererar till NAD(P)H som donator.
Strukturera
L-ornithine N5 monooxygenas adopterar en oxidoreduktas Rossmann-faldig tertiär struktur som binder FAD- och NADP -kofaktorer .
Kristallografiska strukturer har lösts för denna klass av enzymer från Aspergillus fumigatus . Dessa strukturer återspeglar strukturella förändringar som sker när enzymet binder kombinationer av ligander , inklusive ornitin och NADP . Ytterligare strukturer har också lösts för stam Af293. Dessa strukturer återspeglar olika redox- och ligationstillstånd. Följande tabell beskriver kortfattat dessa kristallstrukturer:
| PDB anslutningskod | Beskrivning | A. fumigatus- stam | Källa |
|---|---|---|---|
| 4NZH | r279a mutant | förälder | |
| 4B63 | bunden till NADP och ornitin | " | |
| 4B64 | bunden till NADP och lysin | " | |
| 4B65 | reducerad och bunden till NADPH | " | |
| 4B66 | reducerad och bunden till NADP och arginin | " | |
| 4B67 | återoxideras och binds till NADP och ornitin | " | |
| 4B68 | återoxideras och binds till NADP och arginin | " | |
| 4B69 | bunden till ornitin | " | |
| 5CKU | mutant N323A bundet till NADP och ornitin | Af293 | |
| 6XOH | oxiderad | " | |
| 6X0I | oxiderad och bunden till NADP+ | " | |
| 6X0J | reducerad och bunden till NADP+ och L-ornitin | " | |
| 6X0K | reducerad och bunden till L-ornitin | " | |
| 7JVK | viloläge | " | |
| 7JVL | M101A-variant komplexbunden med NADP+ | " |
Hos A. fumigatus heter enzymet Af SidA för siderofor biosyntesprotein A. Det har tre domäner för ornitin ( substrat ), FAD ( kofaktor ) och NAD(P)H (kofaktor och elektrondonator ). Enzymet är en homotetramer .
N-hydroxylerande flavin-innehållande monooxygenas (NMO)-enzymer som detta riktar sig mot de nukleofila terminala amingrupperna i primära alifatiska aminer såsom L-ornitin . Enzymet verkar via en oxidativ mekanism i flera steg som har en C4a-hydroperoxiflavin-mellanprodukt. SidA stabiliserar denna intermediär och håller NADP+ bundet under resten av den katalytiska cykeln eftersom det är nödvändigt för intermediär stabilisering. Nikotinamid-ribosdelen och H-bindningen mellan huvudkedjan och resterna Lys107, Asn293 och Ser469 placerar L-ornitin- alfakolet så att dess sidokedjeaminogrupp kan hydroxyleras av C4a-(hydro)peroxiflavinet. Till skillnad från många andra NMO, verkar A. fumigatus SidA strikt på ornitin. Interaktioner med arginin ökar interaktiviteten mellan reducerat flavin och syre.
Den aktiva platsen är belägen inom en klyfta vid gränssnittet mellan de tre domänerna på varje subenhet. SidA har ett viloläge ( 6XOH ) där varken L-ornitin eller NAD(P)H är bundna. Detta vilotillstånd har ett "ut" aktivt ställe orsakat av stora rotationer av FAD-isoalloxazin och en 10-Å-rörelse av tyrosinslingan. Antingen flavinreduktion eller NAD(P)H-bindning driver det aktiva stället till "in"-konformationen ( 6X0I ).
SidA visar typisk kinetik när den är mättad med L-ornitin. Hämning orsakas av höga koncentrationer av NADPH och NADH. Det finns en 8-faldig ökning av katalytisk effektivitet för NADPH jämfört med NADH. NADP+ är en kompetitiv hämmare med avseende på NADPH.
Fungera
Detta enzym är brett distribuerat, särskilt bland eukaryoter , och finns i svampar , Metazoa , Protista , Viridiplantae , Choanoflagellates och Icththyosporeans. Bland bakterier finns den i Kutzneria sp. 744, och ett ornitinhydroxylas från Pseudomonas aeruginosa har en liknande struktur och 41 % aminosyralikhet som den hos A. nidulans .
Förutom att den finns i de icke-patogena svamparna som Aspergillus nidulans , så finns den även i många svamppatogener som Aspergillus fumigatus , Botrytis cinerea , Fusarium oxysporum , Magnaporthe oryzae , Sclerotinia sclerotiorum , Ucstiltatus pundis , och Uczellomyces may .
I A. fumigatus klassificeras det som ett flavoprotein eftersom FAD är en kofaktor. Det katalyserar den FAD- och NADPH-beroende hydroxyleringen av L-ornitin i biosyntesen av ferrikromsideroforerna triacetylfusarinin och desferriferrikrocin . Den tillverkas främst under järnbegränsade förhållanden. Sideroforer är också viktiga för virulens.
I Kutzneria sp. 744 , är detta enzym involverat i biosyntesen av piperazat, vilket bidrar till biosyntesen av kutzneride antimykotika .
