Введение
Муконатные лактонизационные ферменты (муконатная циклоизомераза I, цис, цис муконатный лактонизационный фермент, цис, цис муконатная циклоизомераза, 4 карбоксиметил 4 гидроксизокротонолактона лиаза (дециклизация), CatB, MCI, MLE, 2,5 дигидро 5 оксофурановой ацетат лиаза (дециклизация)) участвуют в расщеплении ароматических веществ, полученных из лигнина, катехола и протокатечуата, в циклы цитрусовой кислоты к кето промежуточным веществам как часть β-адипатового пути в почвенных микробах. Некоторые виды бактерий также способны дегалогенировать хлороароматические соединения под действием лактонизирующих ферментов хлоромуконата. МЛЭ состоят из нескольких нитей, которые имеют переменные части, благоприятные для реакции, поэтому конфигурация нитей влияет на его способность принимать протоны. Бактериальные MLE относятся к энолазной суперсемейке, из которой известно несколько структур. МЛЭ имеют идентифицирующую структуру, состоящую из двух белков и двух ионов магния, а также различных классов в зависимости от того, бактериальны они или эукариоты. Механизм реакции, который проходят МЛЭ, является обратным к бета-элиминации, в которой протонируется энолированный альфа-углерод. МЛЭ могут подвергаться мутациям, вызванным делецией структурных генов catB, что может привести к тому, что некоторые бактерии потеряют свои функции, такие как способность расти. Дополнительные мутации в MLE могут привести к изменению его структуры и функции и могут привести к изменению конформации, что делает его неактивным ферментом, который не может связываться со своей субстратом.
Структура
Структура муконатных лактонизирующих ферментов (МЛЭ) состоит из семилопастного бета-пропеллера с различными модификациями в зависимости от типа класса, к которому он относится. Существует три класса МЛЭ: бактериальные МЛЭ, бактериальные КМЛЭ и эукариотические МЛЭ/КМЛЭ. Бактериальные MLE состоят из TIM-бареля и расположены в стереохимии Syn, в то время как бактериальные CMLEs расположены в стереохимии Anti. Когда речь идет о эукариотических MLE/CMLEs, они расположены в синхронной стереохимии. У эукариотических МЛЭ/СМЛЭ не было сходства в последовательности с другими семьями ферментов, но было обнаружено, что бактериальные МЛЭ похожи на суперсемейство энолаз, а бактериальные СМЛЭ похожи на фумаразы класса II.
Механизм и действия
Муконатные лактонизационные ферменты (МЛЭ) имеют противоположный тип реакционного механизма по сравнению с манделатовой рацемазой (МР), являясь обратным по отношению к бета-элиминации. Поэтому альфа-углерод энолата протонируется вместо депротонирования. Но эта протонация является термодинамически благоприятным шагом в реакции. Кроме того, как и в MR, в MLE образование энолированного промежуточного вещества по-прежнему является центральной каталитической проблемой, поэтому является ограничивающей скорость стадией. Кроме того, МЛЭ могут способствовать катализату, присоединяя субстрат и, следовательно, увеличивая нуклеофильность карбоксилата для получения лактона.