Glutamin-Amidotransferasen
Glutamin-Amidotransferasen sind eine Familie von Enzymen, deren Mitglieder zwei aktive Zentren aufweisen, die sich häufig auf zwei verschiedenen Polypeptidketten befinden.
Die Untereinheit Glutaminase hydrolysiert Glutamin zu Glutamat und Ammoniak, das an ein spezifisches Akzeptorsubstrat am aktiven Zentrum der Synthase Untereinheit angefügt wird.
Es gibt zwei wichtige Fragen zum Mechanismus der Glutamin-Amidotransferasen:
Wie werden die Aktivitäten an den beiden aktiven Zentren allosterisch koordiniert?
Wie wird das naszierende Ammoniak von der Glutaminase auf die Synthaseuntereinheit übertragen, ohne dass es mit Wasser in Berührung kommt?
Wir untersuchen diese Fragen am Beispiel der Imidazol-Glycerinphosphat-Synthase (ImGPS), der Anthranilat-Synthase (AS) und der Aminodeoxychorismat-Synthase (ADCS).
ImGPS und ADCS / AS sind Schlüsselenzyme des Stoffwechsels, die die Biosynthese von Histidin und Purin verbinden bzw. den ersten Schritt der Tryptophanbiosynthese / Folatbiosynthese katalysieren.
Kristallstruktur der putativen Glutamin-Amidotransferase aus thermotoga maritima bei einer Auflösung von 1,70 Å (1o1y)
Tryptophan-Synthase
Die klassische Tryptophan-Synthase (TrpS), wie sie in den meisten Bakterien und Pflanzen vorkommt, besteht aus α- und β-Untereinheiten.
Diese Untereinheiten bilden einen permanenten αββα-Komplex, in dem das Reaktionsintermediat Indol von der α- zur β-Untereinheit geschleust wird.
Wir haben einen neuen Typ des TrpS-Komplexes analysiert, der hauptsächlich in Archaea vorkommt. Interessanterweise unterscheiden sich die relative Ausrichtung der α- und β-Untereinheiten des archaealen TrpS, sein Indolkanal und sein allosterischer Aktivierungsmechanismus von den „klassischen“ bakteriellen und pflanzlichen TrpS.
Außerdem ist das Substrat der β-Untereinheit Phosphoserin anstelle von Serin. Somit stellen bakterielle/pflanzliche und archaeische TrpS ein Beispiel für die konvergente Evolution von zwei isofunktionellen Enzymkomplexen dar.