摘要:
组氨酸生物合成途径是一种古老的途径,存在于细菌、古细菌、真菌和植物中,将5-磷酸核糖基1-焦磷酸转化为10个酶反应中的L-组氨酸。这条途径为操作子、基因表达的转录调控和途径的反馈抑制提供了范例。L-组氨酸醇脱氢酶(HisD,EC 1.1.1.23)催化L-组氨酸生物合成的最后两个步骤:L-组氨酸醇顺序依赖于NAD的氧化,形成L-组氨酸醛和L-组氨酸。HisD作为同源二聚体,每个单体需要一个锌离子。我们已经确定了大肠杆菌HisD在无配体状态下的三维结构,以及与底物、Zn2+和NAD+的复合物(最佳分辨率为1.7Å)。每个单体由四个结构域组成,而交织的二聚体可能是由于结构域交换造成的。两个结构域显示出非常相似的不完整的Rossmann折叠,表明基因重复是一个古老的事件。来自两个单体的残基形成活性位点。Zn2+在底物结合中起到关键作用,但不直接参与催化。活性位点残基His-327参与酸碱催化,而Glu-326则激活水分子。NAD+以一种不同于之前观察到的其他具有Rossmann折叠的蛋白质的方式弱绑定到一个Rossmann折叠结构域中。