Reaction mechanism of pyridoxal 5'-phosphate synthase: detection of an enzyme-bound chromophoric intermediate

摘要

维生素B6是所有生物中必不可少的代谢产物。从头合成维生素可以通过两种相互排斥的途径之一发生，即依赖于5磷酸脱氧木酮糖和不依赖于5磷酸脱氧木酮糖。后者途径直到最近才被发现，并以两个基因Pdx1和Pdx2的存在为特征，分别编码PLP合酶的合酶和谷氨酰胺酶亚基。在存在氨的情况下，单独的合酶在进行一系列复杂的反应（包括戊糖和三糖异构化，亚胺形成，氨加成，羟醛型缩合，环化和芳构化）时会表现出出色的多态合成能力，这些反应会转化C3和C5前体进入辅因子B6维生素，吡ido醛5'-磷酸。在这里，采用枯草芽孢杆菌蛋白，我们展示了催化途径的关键特征。我们显示5-磷酸核糖是优选的C5底物，并提供明确的证据表明戊糖磷酸亚胺出现在赖氨酸81而不是先前假设的赖氨酸149上。在审查该研究时，已提供了确证的晶体学证据，证明了来自滨海嗜热菌的酶中相应的赖氨酸基团形成了亚胺（Zein，F.，Zhang，Y.，Kang，Y.-N.，Burns，K. ，Begley，TP，和Ealick，SE（2006）Biochemistry 45，14609-14620）。我们已经检测到亚胺形成后发生的意外的共价反应中间体，并且取决于Pdx2和谷氨酰胺的存在。此步骤很可能会引发酶以接受三糖，最终导致吡啶环的形成。对于发色中间体，提出了两种可供选择的结构，这两种结构都需要对所提出的机理进行实质性的修改。