Structural Insights into the N–N Bond-Formation Mechanism of the Heme-Dependent Piperazate Synthase KtzT

分子内力 ATP合酶 化学 血红素 亲核细胞 基质(水族馆) 催化循环 催化作用 立体化学 结晶学 有机化学 海洋学 地质学
作者
Yunyun Yang,Yanling Li,Licheng Yao,Kaoshan Dai,Xiaolong Fu,Anni Ge,Jian‐Wen Huang,Rey‐Ting Guo,Chun‐Chi Chen
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (2): 1265-1273 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acscatal.4c06124
摘要

N–N bond formation plays a critical role in the synthesis of organic compounds and has broad applications in producing dyes, pharmaceuticals, and functional materials. However, N–N bond formation is challenging due to the nucleophilicity of nitrogen. Here, we determined the crystal structures of a heme-dependent enzyme, KtzT, which catalyzes the cyclization of l-N5-hydroxyornithine (l-N5-OH-Orn) to yield l-piperazate (l-piz) by linking two intramolecular nitrogen atoms. The complex structure of KtzTC197A with l-N5-OH-Orn reveals the substrate-interaction network, validated through mutagenesis experiments. Notably, the N5 atom of the substrate directly coordinates with the heme iron, precluding oxygen binding. This supports prior knowledge that KtzT catalyzes an oxygen-independent reaction. Intriguingly, the substrate exhibits two distinct conformations in our crystals. Based on the distance between the intramolecular nitrogen atoms and the product accommodation pose in the KtzTC197A/l-piz structure, conformation 2 is likely the productive pose, while the more extended conformation 1 may be a transient state facilitating entry into the catalytic tunnel. A potential catalytic pathway is also proposed. These findings offer structural insights for developing bio- and metal-catalyzed methods for N–N bond formation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
wandali完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
范小楠发布了新的文献求助30
5秒前
Bigwang发布了新的文献求助10
5秒前
谜迪发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
阿萌毛毛发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
莫大完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
朴素寄真发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
jeremy发布了新的文献求助30
12秒前
12秒前
Youzi完成签到,获得积分10
13秒前
草莓苹果发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
1121346发布了新的文献求助10
16秒前
爆米花应助wandali采纳,获得30
17秒前
凝雁完成签到,获得积分10
18秒前
希望天下0贩的0应助千千采纳,获得10
18秒前
19秒前
cooyour关注了科研通微信公众号
19秒前
19秒前
无极微光应助谜迪采纳,获得20
20秒前
20秒前
Jasper应助梵梵采纳,获得10
21秒前
wayne完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
21秒前
22秒前
Lebranium发布了新的文献求助10
22秒前
应绝施完成签到 ,获得积分20
23秒前
ni完成签到,获得积分10
23秒前
高兴的海豚完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5960619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7209927
关于积分的说明 15956508
捐赠科研通 5096955
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2738722
邀请新用户注册赠送积分活动 1700923
关于科研通互助平台的介绍 1618930