氢键在酶活性位点中无处不在,在反应过程中提供结合相互作用和稳定底物基团上的电荷重排。但是,了解它们相对于
水溶液中氢键的催化贡献的起源和大小仍然很困难,部分原因是在传统定点诱变实验的能量解释中遇到了复杂性。已经建议
酮类固醇异构酶和其他酶的活性位点氢键基团通过“短、强”或“低势垒”氢键提供能量稳定,这些氢键是由于它们的 pKa 或质子亲和力与跃迁的匹配而形成的状态。还提出,相对于
水溶液,
酮类固醇异构酶和其他酶活性位点提供静电环境,导致对基态到过渡态电荷重排的更大能量反应(即更大的“敏感性”),从而提供催化作用相对于
水中的相应反应。为了测试这些模型,我们在
酮类固醇异构酶 (KSI)
氧阴离子孔中用
氟酪氨酸 (F-Tyr's) 取代
酪氨酸,以系统地改变活性位点氢键供体的质子亲和力,同时最大限度地减少空间或结构影响。我们发现,内在 F-Tyr 酸度增加 40 倍不会导致与三种不同底物反应的活性发生显着变化。F-Tyr