Rhodococcus sp．R04BphD催化C－C断裂的动力学分析

摘要

2-羟基-6-氧-6-苯基己-2,4-二烯酸水解酶(BphD)是一种多氯联苯微生物降解途径中的关键酶.本文通过紫外-可见光光谱分别对突变酶S110A和H265A催化过程中酶-底物复合物进行检测,同时利用停流光谱技术对BphD及其突变酶(S110A、H265A和W266A)催化底物2-羟基-6-氧-6-苯基己-2,4-二烯酸(HOPDA)前稳态动力学进行了研究.结果表明,在BphD催化C-C断裂过程中,产物2-羟基戊-2,4-二烯酸(HPD)迅速生成,其速率常数为22 S-1.底物的消耗(速率常数,220.22 S-1和80.3 S-1)及酶-底物复合物的变化(速率常数,555.56 S-1和66.4 S-1)表明该酶催化过程包括2个动力学阶段:快速底物酮基化作用和C-C键断裂过程.紫外-可见光光谱扫描结果显示,在突变酶S110A的催化过程中,酶-底物复合物在492 nm及510 nm处有最大光吸收,而在突变酶H265A催化中,却没有相似的光吸收,只是在480 nm产生1个新肩峰.BphD及其突变酶S110A、H265A和W266A动力学分析表明,Ser-110主要负责底物C-C键断裂;His-265负责底物由烯醇式向酮式转变,并且与Ser-110和Trp-266共同参与了随后的C-C键断裂过程.结果揭示,除了传统的催化三联体(Ser-110,Asp-237,His-265)外,Trp-266在该水解酶催化反应中也发挥非常重要的作用,这一发现丰富了C-C水解酶的反应动力学机制.