Кристалізація та попередній рентгенологічний аналіз 6-гідроксиметил-7,8-дигідроптерину

Сандіп Чхабра

лікарської хімії та дії лікарських засобів, Інститут фармацевтичних наук Монаша, Університет Монаш, 381 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

b Відділ молекулярних та медичних технологій CSIRO, 343 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

Джанет Ньюман

b Відділ молекулярних та медичних технологій CSIRO, 343 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

Томас С. Торф

b Відділ молекулярних та медичних технологій CSIRO, 343 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

Росс Т. Фернлі

b Відділ молекулярних та медичних технологій CSIRO, 343 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

Джоан Кейн

b Відділ молекулярних та медичних технологій CSIRO, 343 Royal Parade, Парквілл, Вікторія 3052, Австралія

Джеймі С. Сімпсон

Джеймс Д. Суорбрік

Анотація

6-гідроксиметил-7,8-дигідроптерінпірофосфокіназа (HPPK) каталізує Mg 2+ -залежний перенос пірофосфату від АТФ до 6-гідроксиметил-7,8-дигідроптерину (HMDP), утворюючи 6-гідроксиметил-7,8-дигідроптерин пірофосфат, що є критичним кроком на шляху біосинтезу фолієвої кислоти de novo. Кристали дифракційної якості HPPK від медично важливих видів золотистого стафілокока вирощували у присутності сульфату амонію або малонату натрію і дифракції досягали роздільної здатності, що перевищує 1,65 Å. Кристали належали до космічної групи P21 з параметрами елементарної комірки a = 36,8, b = 76,6, c = 51,5 Å, α = γ = 90,0, β = 100,2 °. Кристали містили дві молекули на асиметричну одиницю, з об'ємом на масу білка (V M) 2,04 Å 3 Da −1 та розрахунковим вмістом розчинника 39,6%.

1. Вступ

Фолати необхідні всім живим клітинам для росту. Відповідно, ферменти цього шляху (рис. 1 ▶) перевірені як мішені для антимікробних та протигрибкових препаратів. Відновлена форма фолату, тетрагідрофолат (ТГФ), бере участь у кількох важливих перекладах з одним вуглецем, які мають вирішальне значення для біосинтезу тимідину, гліцину та метіоніну та життєво важливі для реплікації ДНК (Schirch & Strong, 1989 ▶). Шлях de novo фолат-біосинтез перетворює 7,8-дигідронеоптерин в 7,8-дигідроптероат за допомогою АТФ та пара-амінобензойної кислоти (pABA). Він містить три виділені ферменти, серед яких HPPK є другим. Спочатку дигідронеоптерин-альдолаза (DHNA) каталізує реакцію епімеризації, перетворюючи 7,8-дигідронеоптерин в 6-гідроксиметил-7,8-дигідроптерин (HMDP). Потім HPPK переносить пірофосфат із зв’язаного АТФ, в результаті чого утворюється 6-гідроксиметил-7,8-дигідроптеринпірофосфат (HMDPP). DHPS конденсує HMDPP з pABA, утворюючи 7,8-дигідроптероат (DHP; Bermingham & Derrick, 2002 ▶). Ферментативне додавання глутамату супроводжується відновленням DHFR, утворюючи 5,6,7,8-тетрагідрофолат (THF). Ці дві останні реакції не є специфічними для мікробів, рослин чи найпростіших. Однак у випадку DHFR структурні відмінності між ферментами людини та бактеріями означають, що селективні антимікробні засоби (такі як TMP) або, у випадку людського ферменту, лікування раку, такі як метотрексат, були успішно застосовані.