Skip to main content
Ansvarig för Makromolekylär kristallografi på Protein Science Facility och KI:s SNIC koordinator

Ansvarig för Makromolekylär kristallografi på Protein Science Facility och KI:s SNIC koordinator

Martin Moche

Senior lab manager

Ansvarig för Makromolekylär kristallografi på Protein Science Facility och KI:s SNIC koordinator

Forskningsbeskrivning

Ketoacyl syntaser katalyserar formeringen av kol-kol bindningar i fettsyrebiosyntesen och inhiberas av ett naturligt antibiotikum med namnet cerulenin.  Jag fann att cerulenin binder kovalent och irreversibelt i sin öppna form till cysteine i enzymets aktiva yta (1) och genom att jämföra E.coli/Synechosystis ketoacyl syntase strukturer med relaterade thiolase/polyketide syntase strukturer (2) förstår vi nu hur geometrin i det aktiva sitet varierar och leder till små men viktiga skillnader i reaktionsmekanism och susbstratspecificitet mellan dessa enzymfamiljer.

 

I växter finns vattenlösliga desaturaser som katalyserar den första omättade cis-dubbelbindningen i helt mättade fettsyror d.v.s. ett första steg mot de essentiella omättade fettsyror som vi behöver. Under fettsyrebiosyntesen bärs den växande kolkedjan av acyl-carrier-protein (acyl-ACP) då längre mättade fettsyror inte är vattenlösliga och efter ett antal syntesrundor i kloroplasten blir själva fettsyran 18 kolatomer lång och helt mättad. De flesta desaturaser är membranbundna men vissa växter har vattenlösliga desaturaser som binder in acyl-ACP och placerar fettsyran inuti en bumerang formad kavitet, som har ett di-järn center centralt placerat i kavitetens böj, där enkelbindningen blir till en dubbelbindning under katalysen. När enzymet ”vilar” har de två järn-jonerna en syre-brygga mellan sig bestående av en enda syreatom, men när fettsyran (acyl-ACP) binder startar katalysen med att elektronbärarproteinet ferrodoxin reducerar syre-bryggan till vatten och de reducerade järn jonerna, som ändrat oxidationstal från +III till +II, aktiverar molekylärt syre, som i sin tur extraherar två väteatomer från den av kaviteten bundna och krökta mättade fettsyrans kolatom 9 och 10, räknat från fettsyrans karboxylgrupp. Den ena syreatomen från molekylärt syre blir till vatten och den andra blir till en ny syrebrygga mellan järn-jonerna i di-järn centrat. Jag bestämde 3D strukturen av desaturase i komplex med småmolekyler som liknar syre (3) och i komplex med acyl-ACP (4).  Som ett resultat min avhandling och senare arbeten vet vi nu hur desaturase säkerställer att cis-dubbelbindningen hamnar mellan kolatomerna i position 9 och 10 (4), vilka aminosyror som är viktiga för den produktiva desaturase vs improduktiva oxidase reaktionen (5) samt att endast den ena subenheten i desaturase dimeren är aktiv under katalysen (6).

1. [pubmed:10037680]

2. [pubmed:11152607]

3. [pubmed:12704186]

4. [pubmed:21930947]

5. [pubmed:17088542]

6. [pubmed:26224800]

Loading bibliometrics...