揭示非典型尿嘧啶DNA糖基化酶UdgX的催化过程
通过解析蛋白脱底物及其与配体、DNA等一系列晶体结构(图a-c),该研究揭示了MsmUdgX独特的催化过程。研究发现,MsmUdgX首先对含U底物的 DNA发生尿嘧啶切除作用,然后其第109位的组氨酸与单链DNA底物AP位点的糖环形成一个共价键,因此可以耐受变性剂的作用;同时也由于酶无法再生,从而失去其固有的尿嘧啶酶切活性。该研究共解析了五套 MsmUdgX 的晶体结构,各自代表其催化途径中不同阶段酶所处的状态,提出了如图e所示的催化路径模型,可能经历一个称为“oxacarbenium”的中间体。该机制不但合理解释了MsmUdgX酶独特的生化性质,而且发现酶在反应中通过一种“自杀”的方式抑制其自身活性,在已知的UDG酶中尚属首例。此外,由于MsmUdgX只存在于细菌中,研究者的MsmUdgX-DNA共价复合物的结构可能为新型抗菌药物的设计提供新思路,具有潜在的应用前景。
中山大学
2021-04-13