Войти
A галогидриндегалогеназа является ферментом участвует в бактериальной деградации галогенгидринов живца . У некоторых видов бактерий он катализирует дегалогенирование галогидринов с образованием соответствующих эпоксидов. Различные изоформы фермента попадают в одну из трех групп: A, B или C. Галогеназы одного класса генетически схожи, но сильно отличаются от галогеназ из другой группы. В настоящее время наиболее хорошо изученной изоформой является HheC, очищенная от бактерий вида Agrobacterium radiobacter. Способность дегалогенировать органические соединения, а также образовывать энантиомерные селективные эпоксиды вызвала интерес к потенциалу этого фермента в области биохимии.
В настоящее время из трех известных классов галогидриндегалогеназ только два были описаны с помощью рентгеноструктурных исследований. Однако оба этих класса имеют схожую структуру, которую можно описать следующим образом (1): галогидриндегалогеназа имеет структуру тетрамера с симметрией, характерной для димера димеров. Каждая мономерная субъединица состоит из семи альфа-спиралей и девяти бета-листов. Эти мономеры взаимодействуют через две самые длинные альфа-спирали с образованием альфа-спирального пучка с образованием димера. Конечная четвертичная структура образуется, когда два димера взаимодействуют посредством различного набора альфа-спиралей и антипараллельных бета-слоев; Считается, что взаимодействия между бета-слоями представляют собой комбинацию как гидрофобного, так и электростатического притяжения.
На каждую мономерную субъединицу приходится приблизительно один каталитический сайт, что дает в общей сложности четыре возможных каталитических сайта на ферментативном тетрамере. Активный центр состоит из каталитической триады Ser132-Tyr145-Arg149. Остатки серина и тирозина стабилизируют субстрат и его промежуточное соединение, в то время как аргинин изменяет pKa Tyr145, делая его каталитически активным.
Галогидриндегалогеназа механически расщепляет связь углерод-галоген за счет образования эпоксида из вицинальной гидроксильной группы. Субстрат связывается с активным центром посредством водородной связи, которая координируется Ser132 и депротонированной формой Tyr145. Неспособность депротонировать Tyr145 остатком Arg149 приводит к дестабилизации взаимодействия между ферментом и субстратом, что приводит к снижению биологической активности. Кислород в Tyr145 депротонирует гидроксильную группу субстрата. Депротонированный кислород затем действует как нуклеофил и выполняет реакцию Sn2 на вицинальном углероде, который связан с галогеном; это высвобождает ион галогена и одновременно образует эпоксид. Дегалогеназы также способны катализировать раскрытие цикла эпоксида. Активный центр достаточно велик, чтобы вместить нуклеофил, который может осуществлять нуклеофильную атаку на эпоксид, раскрывая эпоксидное кольцо и добавляя новую функциональную группу к субстрату.
Общий механизм действия галогидриндегалогеназ Что касается Геометрия продукта, дегалогеназы класса A и B имеют низкую селективную предпочтительность в отношении (S) -эпоксидного изомера. Однако образование изомера (R) -эпоксида, катализируемое ферментами класса C, особенно HHeC, является высоким. В одном исследовании сообщается, что HHeC катализирует (R) -эпоксид до 99% энантиомерного избытка. Однако технология очистки этого фермента и его использования в промышленном масштабе еще предстоит оптимизировать.
