Insights into the Interaction Mechanism of Protocatechuate 3,4-Dioxygenase with Substrates via Multispectroscopy and Molecular Docking

化学 猝灭(荧光) 突变 氢键 对接(动物) 机制(生物学) 生物物理学 劈开 生物化学 荧光 分子动力学 活动站点 合理设计 组合化学 定点突变 原儿茶酸 催化作用 立体化学 分子模型 疏水效应 DNA 芳香族氨基酸 蛋白质结构 静电 半胱氨酸 结合位点 蛋白质-蛋白质相互作用 发色团 劈理(地质)
作者
Jiliang Cheng,Huan Du,Shanshan Jiang,Xiaojie Liu,Nianjue Zheng,Jin-Cheng Ye,D.-W. Zhang,Kun Xin,Lei Xiang,Yan-Wen Li,Quan-Ying Cai,Ce-Hui Mo,Hai-Ming Zhao
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:73 (40): 25222-25237
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.5c05630
摘要

Protocatechuic acid (PCA) is a key intermediate in aromatic pollutant biodegradation, and protocatechuate 3,4-dioxygenase (3,4-PCD) can efficiently cleave its aromatic ring. The interaction mechanism remains incompletely understood. This study investigated the interaction mechanism between PCA and a 3,4-PCD from Rhodococcus sp. 2G. The recombinant enzyme was heterologously expressed in Escherichia coli, yielding 2.7 mg/L with high catalytic efficiency. Fluorescence quenching confirmed static quenching and efficient complex formation. Multispectral analysis revealed conformational and microenvironmental changes upon PCA binding. Integrated molecular dynamics simulations and site-directed mutagenesis identified Tyr253, Tyr337, His389, His391, and Arg386 as synergistic residues for PCA ring cleavage, with hydrogen bonds and electrostatic interactions being crucial. A refined catalytic mechanism was proposed. These findings provide deep biophysical insights into 3,4-PCD/PCA interactions, advance mechanistic knowledge of dioxygenases in aromatic catabolism, and offer a basis for enzyme engineering to reduce pollutants in agricultural and food systems.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
刚刚
汉堡包应助面包小狗采纳,获得10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
zhang完成签到,获得积分20
1秒前
kkem发布了新的文献求助10
1秒前
discovery完成签到,获得积分10
1秒前
密林小叶子完成签到,获得积分10
1秒前
102755完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Hirvi完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
小鱼干关注了科研通微信公众号
4秒前
帅气的Bond发布了新的文献求助10
4秒前
今后应助WuFen采纳,获得10
4秒前
领导范儿应助禾沐采纳,获得10
5秒前
6秒前
kkem发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
孟繁春发布了新的文献求助10
7秒前
husky发布了新的文献求助10
7秒前
小白兔发布了新的文献求助10
8秒前
JamesPei应助cjh采纳,获得10
9秒前
逗逗发布了新的文献求助20
9秒前
小蘑菇应助迷路的文博采纳,获得10
9秒前
Thrain发布了新的文献求助30
10秒前
充电宝应助李kh采纳,获得10
10秒前
11秒前
xinxin发布了新的文献求助10
11秒前
在水一方应助zwenng采纳,获得10
13秒前
13秒前
微了个球发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
NexusExplorer应助海绵采纳,获得10
16秒前
陈凯发布了新的文献求助10
17秒前
壮壮哥完成签到 ,获得积分10
17秒前
Owen应助camaelxin采纳,获得10
17秒前
别陈发布了新的文献求助40
17秒前
17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
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
HEAT TRANSFER EQUIPMENT DESIGN Advanced Study Institute Book 500
Master Curve-Auswertungen und Untersuchung des Größeneffekts für C(T)-Proben - aktuelle Erkenntnisse zur Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Beanspruchung (Projekt MCGUSS) 500
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Thomas Hobbes' Mechanical Conception of Nature 500
One Health Case Studies: Practical Applications of the Transdisciplinary Approach 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5112228
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4320045
关于积分的说明 13460869
捐赠科研通 4151114
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2274574
邀请新用户注册赠送积分活动 1276405
关于科研通互助平台的介绍 1214632