Die Erzeugung von Tyrosinaseaktivität in einer Catecholoxidase erlaubt die Identifizierung der für die C‐H‐Aktivierung in Typ‐III‐Kupferenzymen verantwortlichen Aminosäurereste. (10th September 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Kampatsikas, Ioannis; Pretzler, Matthias; Rompel, Annette
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 132:Number 47(2020)
• Page Start: 21126
• Page End: 21131
• Publication Date: 2020-09-10
• Subjects: Biotechnologie -- CH-Aktivierung -- Enzymtechnik -- Hydroxylase vs. Oxidaseaktivität -- Polyphenoloxidasen; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202008859
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Tyrosinasen (TYRs) katalysieren die Hydroxylierung von Phenolen und die Oxidation der resultierenden o ‐Diphenole zu o ‐Chinonen, während Catecholoxidasen (COs) nur die letztere Aktivität aufweisen. Die Auronsynthase (AUS) reagiert nicht mit klassischen Tyrosinasesubstraten wie Tyramin und l ‐Tyrosin, jedoch hydroxyliert sie ihr natürliches Substrat: das Isoliquiritigenin. Der strukturelle Unterschied zwischen TYRs, COs und AUS, der zu ihren unterschiedlichen katalytischen Aktivitäten führt, ist noch immer ein Rätsel. Zu dessen Klärung wurde eine Bibliothek von 39 Mutanten der AUS von Coreopsis grandiflora ( Cg AUS) erstellt. Aktivitätsstudien an diesen zeigten, dass die Reaktivität der drei konservierten Histidine (HisA2, HisB1 und HisB2 ) durch ihre benachbarten Reste (HisB1 +1, HisB2 +1) und den Wasserträgerrest bestimmt wird, womit diese entweder als stärkere Basen reagieren oder/und in einer für das Verschieben von Substratprotonen günstigen Position stabilisiert werden. Diese Studie liefert das Verständnis für die CH‐Aktivierung basierend auf dem Typ‐III‐Kupferzentrum, das in zukünftigen biotechnologischen Prozessen verwendet werden kann. Abstract : Es wird gezeigt, dass die konservierten Histidine (HisA2, HisB1 und HisB2 ), die von benachbarten Resten (HisB1 +1, HisB2 +1 und dem Wasserträger) beeinflusst werden, für die Hydroxylaseaktivität verantwortlich sind. Ausgehend von einer Catecholoxidase (CO) wurde eine Tyrosinase (TYR) mit starker, klar im Bereich natürlich vorkommender pflanzlicher TYRs liegender Monophenolaseaktivität entwickelt.