4-[(2S)-2-amino-3-hydroxypropyl]-1H-imidazol-3-ium

• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机氮化合物
• 英文名称: 4-[(2S)-2-amino-3-hydroxypropyl]-1H-imidazol-3-ium
• 英文别名: (2S)-2-amino-3-(1H-imidazol-3-ium-5-yl)propan-1-ol
• 化学式: C6H12N3O+
• 分子量: 142.18
• InChiKey: ZQISRDCJNBUVMM-YFKPBYRVSA-O

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -1.2
• 重原子数：
  10
• 可旋转键数：
  3
• 环数：
  1.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.5
• 拓扑面积：
  76.6
• 氢给体数：
  3
• 氢受体数：
  2

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  4-[(2S)-2-amino-3-hydroxypropyl]-1H-imidazol-3-ium 、 nicotinamide adenine dinucleotide 生成 氢(+1)阳离子 、 L-histidinal(1+) 、 NADH
  参考文献：
  名称：

  Mechanism of action and NAD ⁺ -binding mode revealed by the crystal structure of l -histidinol dehydrogenase

  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。

  DOI：

  10.1073/pnas.022476199
• 作为产物：
  描述：

  水 、 L-histidinol phosphate(1-) 生成 4-[(2S)-2-amino-3-hydroxypropyl]-1H-imidazol-3-ium 、 H3PO4
  参考文献：
  名称：

  沿反应途径的大肠杆菌组蛋白磷酸磷酸酶的结构快照。

  摘要：

  大肠杆菌的HisB是一种双功能酶，可催化I-组氨酸生物合成的第六步和第八步。N末端结构域（HisB-N）具有组氨酸磷酸磷酸酶的活性，其晶体结构显示与卤酸脱卤酶（HAD）酶家族具有相似倍数的单个结构域。HisB-N在晶体和溶液中形成二聚体。该结构显示存在稳定扩展环构象的结构性Zn（2+）离子。在活性位点中还鉴定出两个金属结合位点。通过等温滴定热法进一步证实了它们的存在。HisB-N在存在Mg（2 +），Mn（2 +），Co（2+）或Zn（2+）的情况下具有活性，但是Ca（2+）具有抑制作用。我们已经确定了几个中间状态的结构，这些结构与沿着反应路径的快照相对应，包括天门冬氨酸磷酸酯中间体的那些。提出了不同于针对其他HAD酶所描述的催化机理的催化机理，要求存在先前表征的HAD酶的活性位点中未发现的第二金属离子，以完成第二半反应。拟议的机制让人想起DNA和RNA聚合酶和许多核酸酶利用的两个Mg（2

  DOI：

  10.1074/jbc.m604916200

文献信息

• Brucella suis histidinol dehydrogenase: Synthesis and inhibition studies of a series of substituted benzylic ketones derived from histidine
  作者：Marie-Rose Abdo、Pascale Joseph、Rose-Anne Boigegrain、Jean-Pierre Liautard、Jean-Louis Montero、Stephan Köhler、Jean-Yves Winum

  DOI：10.1016/j.bmc.2007.04.027

  日期：2007.7

  target for the development of anti-Brucella agents. In this work, we cloned and overexpressed the HDH-encoding gene from Brucella suis, purified the protein and evidenced its biological activity. We then investigated the inhibitory effects of a series of substituted benzylic ketones derived from histidine. Most of the compounds reported here inhibited B. suis HDH in the lower nanomolar range and constitute

  布鲁氏菌属。是布鲁氏菌病（马耳他热）的病原体，布鲁氏菌病是世界上最广泛的人畜共患病。该病原体能够在人类中建立持续的感染，即使使用抗生素治疗也难以根除。此外，布鲁切拉被认为是一种潜在的生物恐怖主义行为。组蛋白醇脱氢酶（HDH，EC 1.1.1.23）已被证明对于这种病原体的宏吞噬复制是必不可少的。因此，它构成了抗Brucella药剂开发的原始且新颖的靶标。在这项工作中，我们从猪布鲁氏菌中克隆并过表达了HDH编码基因，纯化了该蛋白质并证明了其生物学活性。然后，我们研究了一系列从组氨酸衍生的取代苄基酮的抑制作用。
• Structural and functional conservation of histidinol dehydrogenase between plants and microbes.
  作者：A Nagai、E Ward、J Beck、S Tada、J Y Chang、A Scheidegger、J Ryals

  DOI：10.1073/pnas.88.10.4133

  日期：1991.5.15

  The partial amino acid sequence of histidinol dehydrogenase (L-histidinol:NAD+ oxidoreductase, EC 1.1.1.23) from cabbage was determined from peptide fragments of the purified protein. The relative positions of these peptides were deduced by aligning their sequences with the sequence of the HIS4C gene product of Saccharomyces cerevisiae. cDNA encoding histidinol dehydrogenase was then amplified from a library using a polymerase chain reaction primed with degenerate oligonucleotide pools of known position and orientation. By using this amplified fragment as a probe, an apparently full-length cDNA clone was isolated that is predicted to encode a proenzyme having a putative 31-amino acid chloroplast transit peptide and a mature molecular mass of 47.5 kDa. The predicted protein sequence was 51% identical to the yeast enzyme and 49% identical to the Escherichia coli enzyme. Expression of the cDNA clone in an E. coli his operon deletion strain rendered the mutant able to grow in the presence of histidinol.

  从洋白菜中纯化的组织脱氢酶（L-组氨醇：NAD+ 氧化还原酶，EC 1.1.1.23）的部分氨基酸序列，是通过氨基酸片段的肽段测定得出的。这些肽段的相对位置是通过将它们的序列与酿酒酵母HIS4C基因产物的序列对齐来推断的。然后，使用已知位置和方向的退化寡核苷酸池引物启动聚合酶链式反应，从文库中扩增编码组氨醇脱氢酶的cDNA。通过使用扩增片段作为探针，分离了一种预测编码一个具有推测的31个氨基酸叶绿体转运肽和成熟分子量为47.5 kDa的前酶的全长cDNA克隆。预测的蛋白质序列与酵母酶的相似性为51％，与大肠杆菌酶的相似性为49％。在大肠杆菌组氨酸操作子缺失株中表达cDNA克隆，使突变体能够在组氨醇存在下生长。
• Purification and characterization of histidinol dehydrogenase from cabbage
  作者：Atsuko Nagai、Alfred Scheidegger

  DOI：10.1016/0003-9861(91)90274-m

  日期：1991.1

  Histidinol dehydrogenase (EC 1.1.1.23) activity was determined in several plant species and in cultured plant cell lines. The enzyme was purified from cabbage (Brassica oleracea) to apparent homogeneity. To render complete purification, a new, specific histidinol-Sepharose 4B affinity chromatography was developed. The apparent molecular mass of the protein is 103 kDa. On sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide

  在几种植物物种和培养的植物细胞系中测定了组蛋白醇脱氢酶（EC 1.1.1.23）的活性。从白菜（Brassica oleracea）中纯化出酶，使其具有明显的同质性。为了进行完全纯化，开发了一种新的特异性组蛋白醇-Sepharose 4B亲和色谱。该蛋白质的表观分子量为103 kDa。在十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳上，该蛋白质以分子量为52 kDa的单条带迁移，为二聚体四级结构提供了证据。通过等电聚焦，将该酶分离成六个蛋白带，当通过活性染色方法检查时，其中五个具有脱氢酶活性。L组氨酸和NAD +的Km值分别为15.5和42 microM。加入Mn2 +可刺激酶的活性，但在Ba2 +，Mg2 +，Ni2 +，Ca2 +，Zn2 +或Cu2 +的存在下受到抑制。Histidinol脱氢酶是第一种被纯化至同质并从植物中鉴定出来的组氨酸酶。该植物酶催化从组胺醇到His的NAD连接的四电子脱氢
• The Missing Link in Plant Histidine Biosynthesis: Arabidopsis <i>myoinositol monophosphatase</i>-<i>like2</i> Encodes a Functional Histidinol-Phosphate Phosphatase
  作者：Lindsay N. Petersen、Sandra Marineo、Salvatore Mandalà、Faezah Davids、Bryan T. Sewell、Robert A. Ingle

  DOI：10.1104/pp.109.150805

  日期：2010.3.3

  significant sequence similarity to known myoinositol monophosphatases (IMPs) have been identified from several Actinobacteria. Here we demonstrate that a member of the IMP family from Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), myoinositol monophosphatase-like2 (IMPL2; encoded by At4g39120), has histidinol-phosphate phosphatase activity. Heterologous expression of IMPL2, but not the related IMPL1 protein, was sufficient

  组氨酸 (His) 在植物生长和发育中起着至关重要的作用，既是蛋白质中的标准氨基酸之一，又是金属结合配体。虽然编码组氨酸生物合成途径中八种酶中的七种的基因已经从许多植物物种中得到表征，但催化组氨醇磷酸去磷酸化为组氨醇的酶的身份仍然难以捉摸。最近，已从几种放线菌中鉴定出与已知肌醇单磷酸酶 (IMP) 具有显着序列相似性的组氨醇-磷酸磷酸酶蛋白新家族成员。在这里，我们证明了来自拟南芥（拟南芥）的 IMP 家族成员 myoinositol monophosphatase-like2（IMPL2；由 At4g39120 编码）具有组氨醇磷酸酶活性。IMPL2 的异源表达，但不是相关的 IMPL1 蛋白，足以挽救天蓝色链霉菌 hisN 突变体的 His 营养缺陷型。纯合无效 impL2 拟南芥突变体显示出胚胎致死率，这可以通过为无效 impL2 等位基因与 His 提供杂合植物来挽救。与先前表征的来自拟南芥的
• Crystal Structure of Monofunctional Histidinol Phosphate Phosphatase from <i>Thermus thermophilus</i> HB8
  作者：Rie Omi、Masaru Goto、Ikuko Miyahara、Miho Manzoku、Akio Ebihara、Ken Hirotsu

  DOI：10.1021/bi701204r

  日期：2007.11.1

  Monofunctional histidinol phosphate phosphatase from Thermus thermophilus HB8, which catalyzes the dephosphorylation of l-histidinol phosphate, belongs to the PHP family, together with the PHP domain of bacterial DNA polymerase III and family X DNA polymerase. We have determined the structures of the complex with a sulfate ion, the complex with a phosphate ion, and the unliganded form at 1.6, 2.1,

  嗜热栖热菌HB8的单功能组氨酸磷酸化磷酸酶，催化1-组氨酸磷酸酯的去磷酸化，与细菌DNA聚合酶III和X族DNA聚合酶的PHP结构域一起属于PHP家族。我们已经分别确定了具有硫酸根离子的复合物，具有磷酸根离子的复合物和1.6、2.1和1.8 A分辨率的非配体形式的结构。该酶以四聚体形式存在，其亚基由一个带有一个接头和一个C末端尾巴的扭曲的β7桶组成。桶的C端侧的三个金属位点分别被Fe1，Fe2和Zn离子占据，形成由七个组氨酸，一个天冬氨酸，一个谷氨酸和一个带有两个Fe离子桥接的氢氧化物配位的三核金属中心。由氢氧化物。在复杂的地方 硫酸根或磷酸根离子与三种金属离子配位，分别在Fe，Fe2和Zn离子周围形成八面体，三角双锥体和四面体几何形状。配体残基源自表征PHP家族的四个基序，以及源自组氨酸磷酸磷酸组酯中保守的两个基序。β7桶和金属簇在性质和结构上分别与酰胺水解酶超家族中的β8桶和单核或双核