Limonen-1,2-epoxidhydrolas
| Limonen-1,2-epoxidhydrolas-katalytisk domän | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 limonen-1,2-
| |||||||||
| epoxidhydrolasidentifierare | |||||||||
| Symbol | LEH | ||||||||
| Pfam | PF07858 | ||||||||
| Pfam klan | CL0051 | ||||||||
| InterPro | IPR013100 | ||||||||
| SCOP2 | 1nww / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| OPM superfamilj | 133 | ||||||||
| OPM-protein | 2bng | ||||||||
| |||||||||
| limonen-1,2- | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| epoxidhydrolasidentifierare | |||||||||
| EG nr. | 3.3.2.8 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| Genontologi | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Inom enzymologi är ett limonen-1,2-epoxidhydrolas ( EC 3.3.2.8 ) ett enzym som katalyserar den kemiska reaktionen
- limonen-1,2-epoxid + H 2 O limonen-1,2-diol
H2O . de två substraten för detta enzym limonen-1,2-epoxid och , medan dess produkt är limonen-1,2-diol
Detta enzym finns i bakterien Rhodococcus erythropolis DCL14, där det spelar en roll i limonennedbrytningsvägen som gör att bakterierna kan katabolisera limonen som en kol- och energikälla. Enzymet tillhör familjen hydrolaser , speciellt de som verkar på eterbindningar (eterhydrolaser). Det systematiska namnet på denna enzymklass är limonen-1,2-epoxidhydrolas . Detta enzym kallas även limonenoxidhydrolas . Detta enzym har maximal aktivitet vid pH 7 och 50 ° C och deltar i nedbrytning av limonen och pinen . [ citat behövs ]
Epoxidhydrolaser katalyserar hydrolysen av epoxider till motsvarande dioler , vilket är viktigt vid avgiftning , syntes av signalmolekyler eller metabolism . Limonene-1,2-epoxidhydrolas (LEH) skiljer sig från många andra epoxidhydrolaser (EH) i sin struktur och sin nya enstegskatalytiska mekanism . LEH:s låga molekylära massa på 16 kDa tyder på att den är för liten för att hysa α/β-hydrolasvecken och katalytiska triadmotiv som finns i andra EH. Dessutom, jämfört med andra EH, accepterar LEH en mindre mångfald av substrat och kan endast katalysera reaktioner med limonen-1,2-epoxid, 1-metylcyklohexenoxid, cyklohexenoxid och indenoxid. Således anses LEH vara den grundande medlemmen av en ny EH-familj, och dess mekanistiska, strukturella och funktionella detaljer är av särskilt intresse.
Handlingsmekanism
Epoxidhydrolysen av limonen katalyserad av LEH sker i en enstegsmekanism. Vatten angriper en av de två elektrofila positionerna på epoxiden och öppnar ringen för att skapa vicinala dioler . Kvantmekaniska och molekylärmekaniska studier har observerat att LEH-medierad hydrolys företrädesvis angriper det mest substituerade epoxidkolet. Aktiveringsenergierna för attacken vid de mer och mindre substituerade kolen är 16,9 kcal/mol respektive 25,1 kcal/mol . Dessa data tyder på att LEH-mekanismen är syrakatalyserad, eftersom sura förhållanden gynnar hydrolys vid det mer substituerade epoxidkolet som har en större δ+ -laddning .
Mekanismen för LEH-hydrolys använder inte en kovalent enzym-substrat-mellanprodukt. Emellertid rekryterar den aktiva aminosyror för syra-basreaktioner och substratstabilisering. Enligt mutagenesstudier innehåller LEH fem avgörande katalytiska rester : Asp101, Arg99, Asp132, Tyr53 och Asn55. De första tre katalytiska resterna bildar en Asp-Arg-Asp-triad som aktivt donerar och accepterar protoner från substrat i reaktionen för att hjälpa den att fortskrida positivt. Bevis från beräkningsmodellering tyder på att Asp132 verkar för att deprotonera vatten för att öka dess nukleofilicitet i reaktionen, medan Asp101 protonerar epoxidsyren för att bilda en alkohol . Positivt laddat Arg99 bidrar genom att stabilisera de negativa laddningarna på Asp101 och Asp132. De två sista katalytiska resterna, Tyr53 och Asn55, hjälper till att stabilisera och binda vattenmolekylen för att uppnå optimal orientering för epoxidangrepp.
Stereokemi
LEH ger rena enantiomerer av limonen-1,2-diolen när den ges en racemisk blandning av epoxiden. När substratet har ett R- kiralt centrum vid kol 4 ( 4R ), är produkten ( 1S,2S,4R )-limonen-1,2-diol, oavsett om substratets epoxid är trans eller cis till substitutionen på kol 4 På liknande sätt ger ett substrat med ett S-kiralt centrum vid kol 4 ( 4S ) endast ( lR,2R,4S )-limonen-1,2-diolen.
LEH har också en preferens för specifika stereoisomerer av dess substrat. Den reagerar med alla ( 1R,2S ) limonenepoxider innan den börjar hydrolysen av ( 1S,2R ) stereoisomererna. Närvaron av ( 1S,2R )-substrat minskar inte reaktionshastigheten med de föredragna stereoisomererna, vilket antyder att ( 1S,2R )-limonenepoxiderna är svaga kompetitiva inhibitorer .
Enzymstruktur
Kristallstrukturen av LEH innehåller ett sexsträngat blandat beta-ark , med tre N-terminala alfa-helixar packade på ena sidan för att skapa en ficka som sträcker sig in i proteinkärnan . En fjärde helix ligger på ett sådant sätt att den fungerar som en kant till denna ficka. den huvudsakligen är kantad av hydrofoba rester , har denna ficka ett kluster av polära grupper som ligger på dess djupaste punkt och utgör enzymets aktiva plats . Som ett resultat innehåller LEH en distinkt struktur från α/β-hydrolasvecket hos andra EH.
