Martin Moche

Martin Moche

Senior Forskningsinfrastrukturspecialist
E-postadress: martin.moche@ki.se
Telefon: +46852486843
Besöksadress: Solnavägen 9, 17177 Stockholm
Postadress: C2 Medicinsk biokemi och biofysik, C2 Chemical Biology and Genome engineering PSF, 171 77 Stockholm

Om mig

  • Ansvarig för makromolekylär kristallografi på Protein Science Facility,
    Karolinska Institutet

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. Structure of the complex between the antibiotic cerulenin and its target,
    beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase [1]. Moche M, Schneider G.
    Edwards P, Dehesh K. and Lindqvist Y. J Biol Chem 1999 Mar
    5
  • 274(10):6031-4.
    2. The crystal structure of beta-ketoacyl-acyl carrier protein synthase II
    from Synechocystis sp. at 1.54 A resolution and its relationship to other
    condensing enzymes [2]. Moche M, Dehesh K, Edwards P, and Lindqvist Y. J Mol
    Biol 2001 Jan 19
  • 305(3):491-503.
    3. Azide and acetate complexes plus two iron-depleted crystal structures of
    the di-iron enzyme delta9 stearoyl-acyl carrier protein desaturase.
    Implications for oxygen activation and catalytic intermediates. [3]
    Moche M, Shanklin J, Ghoshal A, Lindqvist Y.
    J Biol Chem. 2003 Jul 4
  • 278(27):25072-80. doi: 10.1074/jbc.M301662200.
    4. Remote control of regioselectivity in acyl-acyl carrier
    protein-desaturases. [4]
    Guy JE, Whittle E, Moche M, Lengqvist J, Lindqvist Y, Shanklin J.
    Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Oct 4
  • 108(40):16594-9.
    5. A single mutation in the castor Delta9-18:0-desaturase changes reaction
    partitioning from desaturation to oxidase chemistry. [5]
    Guy JE, Abreu IA, Moche M, Lindqvist Y, Whittle E, Shanklin J.
    Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Nov 14
  • 103(46):17220-4.
    6. Half-of-the-Sites Reactivity of the Castor Δ9-18:0-Acyl Carrier Protein
    Desaturase. [6]
    Liu Q, Chai J, Moche M, Guy J, Lindqvist Y, Shanklin J.
    Plant Physiol. 2015 Sep
  • 169(1):432-41
    [1] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/10037680/
    [2] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/11152607/
    [3] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/12704186/
    [4] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/21930947/
    [5] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/17088542/
    [6] https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.kib.ki.se/26224800/

Artiklar

Alla övriga publikationer

Forskningsbidrag

Anställningar

  • Senior Forskningsinfrastrukturspecialist, Medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, 2023-
  • Senior Lab Manager, Medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, 2013-2023
  • Applikationsexpert, Strukturbiologi mjukvara, Nationellt superdatorcentrum, Linköping University, 2016-2018

Examina och utbildning

  • MEDICINE DOKTORSEXAMEN, Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik, Karolinska Institutet, 2003

Uppdrag

Nyheter från KI

Kalenderhändelser från KI