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| B12結合 | |||||||||
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 ビタミン B12 ヌクレオチドと複合体を形成したグルタミン酸ムターゼ (B12 結合サブユニット) の NMR 構造 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | B12結合 | ||||||||
| パム | PF02310 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| SCOP2 | 1be1 / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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| B12-binding_2 (4ヘリカルバンドルキャップドメイン) | |||||||||
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 タンパク質がビタミン B12 に結合する仕組み: メチオニン合成酵素のビタミン B12 結合ドメインの 3.0 オングストローム X 線構造 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | B12結合_2 | ||||||||
| パム | PF02607 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| SCOP2 | 1bmt / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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分子生物学において、ビタミン B12 結合ドメインは、コバラミン(ビタミン B12)に結合するタンパク質ドメインです。コバラミン補因子の 2 つの異なる形態、つまりメチル基(メチルコバラミン) または 5'-デオキシアデノシン (アデノシルコバラミン) に結合したコバルトと結合することができます。コバラミン結合ドメインは主に、動物および原核生物に存在する2 つの酵素ファミリーに見られ、コバルト-炭素結合で異なる種類の反応を実行します。メチルコバラミンを必要とする酵素は、メチル基転移反応を実行します。アデノシルコバラミンを必要とする酵素は、アデノシルコバラミンを切断してコバルト (II) アデノシンと 5'-デオキシアデノシルラジカルを形成する最初のステップである反応を触媒し、ラジカル発生剤として機能します。どちらのタイプの酵素でも、ビタミンB12結合ドメインはヒスチジンを使用してコバラミン補因子のコバルト原子に結合します。このヒスチジンは、ドメインの最も保存された一次配列モチーフであるDXHXXG配列に埋め込まれています。 [1] [2] [3]コバラミン結合ドメインを含むタンパク質には以下が含まれます。
- 動物および原核生物の メチオニン合成酵素（EC 2.1.1.13）は、メチルコバラミンからホモシステインへのメチル基の転移を触媒し、酵素結合コバラミンとメチオニンを生成します。
- 動物および原核生物の メチルマロニルCoAムターゼ（EC 5.4.99.2）は、プロピオニルCoAからトリカルボン酸回路を経て、いくつかのアミノ酸、奇数鎖脂肪酸、コレステロールの分解に関与しています。
- 原核生物リジン5,6-アミノムターゼ（EC 5.4.3.4）。
- 原核生物のグルタミン酸ムターゼ（EC 5.4.99.1）。[4]
- 原核生物のメチレングルタル酸ムターゼ（EC 5.4.99.4）。
- 原核生物イソブチリルCoAムターゼ（EC 5.4.99.13）。
コバラミン結合ドメインのコア構造は、5本鎖のα/β（ロスマン）フォールドを特徴とし、 [5] 3層（α/β/α）の4～5本のαヘリックスに囲まれた5つの平行βシートで構成されています。 [6]コバラミンに結合すると、結合部位の重要な要素が構造化されるように見えますが、これには補因子のヌクレオチド「テール」を収容する溝の片側に形成されるαヘリックスが含まれます。コバラミンでは、コバルト原子はpHに応じて遊離（dmb-off）またはジメチルベンズイミダゾールに結合（dmb-on）します。コバラミン結合ドメインに結合すると、ジメチルベンズイミダゾールリガンドはDXHXXGモチーフの活性ヒスチジン（His-on）に置き換えられます。ジメチルベンズイミダゾールをヒスチジンに置き換えると、触媒サイクルと活性化サイクルを切り替えることができます。[7]メチオニン合成酵素では、コバラミン補因子はコバラミン結合ドメインと約90残基のN末端ドメインの間に挟まれ、 2対の反平行ヘリックスからなるヘリックスバンドルを形成します。[7]このN末端ドメインは4ヘリックスバンドルキャップを形成し、この酵素の活性コンフォメーションへの変換では、4ヘリックスキャップが回転してコバラミン補因子が活性化ドメインに結合できるようにします。[8]
参考文献
- ^ Krautler B (2005 年 8 月). 「ビタミン B12: 化学と生化学」. Biochem. Soc. Trans . 33 (Pt 4): 806–10. doi :10.1042/BST0330806. PMID 16042603.
- ^ Ludwig ML、Matthews RG (1997)。「B12依存性酵素の構造に基づく展望」。Annu . Rev. Biochem . 66 : 269–313. doi :10.1146/annurev.biochem.66.1.269. PMID 9242908。
- ^ Banerjee R、Ragsdale SW (2003)。「ビタミン B12 の多様な側面: コバラミン依存性酵素による触媒作用」。Annu . Rev. Biochem . 72 : 209–47. doi :10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828. PMID 14527323。
- ^ Reitzer R、Gruber K、Jogl G、Wagner UG、Bothe H、Buckel W、Kratky C (1999 年 8 月)。「Clostridium cochlearium 由来のグルタミン酸ムターゼ: コエンザイム B12 依存性酵素の構造が新たなメカニズムの洞察をもたらす」。Structure。7 ( 8 ) : 891–902。doi : 10.1016 /s0969-2126(99)80116-6。PMID 10467146。
- ^ Hanukoglu I (2015). 「プロテオペディア：ロスマンフォールド：ジヌクレオチド結合部位におけるベータ-アルファ-ベータフォールド」Biochem Mol Biol Educ . 43 (3): 206–209. doi : 10.1002/bmb.20849 . PMID 25704928. S2CID 11857160.
- ^ Drennan CL、Huang S、Drummond JT、Matthews RG、Ludwig ML (1994 年 12 月)。「タンパク質が B12 に結合する仕組み: メチオニン合成酵素の B12 結合ドメインの 3.0 A X 線構造」。Science . 266 ( 5191): 1669–74. doi :10.1126/science.7992050. PMID 7992050。
- ^ ab Mancia F, Keep NH, Nakagawa A, Leadlay PF, McSweeney S, Rasmussen B, Bösecke P, Diat O, Evans PR (1996年3月). 「コエンザイムB12ラジカルの生成方法：メチルマロニルコエンザイムAムターゼの2Å分解能での結晶構造」. Structure . 4 (3): 339–50. doi : 10.1016/s0969-2126(96)00037-8 . PMID 8805541.
- ^ Bandarian V、Pattridge KA、Lennon BW、Huddler DP、Matthews RG、Ludwig ML（2002年1月）。「ドメイン交代によりB（12）依存性メチオニン合成酵素が活性化コンフォメーションに切り替わる」Nat. Struct. Biol . 9（1）：53–6. doi：10.1038/nsb738. PMID 11731805. S2CID 10529695.