Entropy drives selective fluorine recognition in the fluoroacetyl–CoA thioesterase from
<i>Streptomyces cattleya</i>
作者:Amy M. Weeks、Ningkun Wang、Jeffrey G. Pelton、Michelle C. Y. Chang
DOI:10.1073/pnas.1717077115
日期:2018.3.6
selectivity for a single fluorine substituent. In these studies, we synthesize a series of analogs of fluoroacetyl–CoA and acetyl–CoA to generate nonhydrolyzable ester, amide, and ketone congeners of the thioester substrate to isolate the role of fluorine molecular recognition in FlK selectivity. Using a combination of thermodynamic, kinetic, and protein NMR experiments, we show that fluorine recognition is
氟化小分子在广泛应用的生物活性化合物设计中起着重要作用。因此,人们非常有兴趣深入了解氟如何影响这些配体与其靶标的相互作用。鉴于迄今为止鉴定出的氟化代谢物数量很少,合成系统几乎完全提供了对氟识别的见解。因此,来自牛链霉菌的氟乙酰基-CoA硫酯酶(FlK)提供了独特的机会来研究酶-配体对,该对配体经过进化优化以达到惊人的高10 6对单个氟取代基的选择性。在这些研究中,我们合成了一系列的氟乙酰基-CoA和乙酰基-CoA类似物,以生成硫酯底物的不可水解的酯,酰胺和酮同类物,以隔离氟分子识别在FlK选择性中的作用。使用热力学,动力学和蛋白质NMR实验的组合,我们显示氟的识别是由氟取代基与覆盖活性位点的盖结构上的关键残基Phe-36的相互作用熵驱动的。结合差异约5至20倍(K D)。尽管歧视的程度与偶极相互作用控制氟识别的合成配体-蛋白质复合物的设计相似,但这些研究表明疏水和溶剂化作用是自然发展的氟选择性的主要决定因素。