| 저자(한글) |
REN, Bai-guang,LI, De-feng,ZHENG, Cai-xia,GE, Ying,JIANG, Xiang-ning,HU, Yong-lin |
| 초록 |
4CL(4-coumarate:coenzyme A ligase)은 식물의 페닐프로파노이드(Phenylpropanoid) 대사 과정에 중요한 효소이다. 4CL은 신남산 유도체(Cinnamic acid derivatives)[쿠마린산, 카페인산(caffeic acid), 페룰산(Ferulic acid)], ATP와 CoA를 기질로 대응하는 아실기-CoA-에스테르(Acyl-CoA ester)를 합성하였으며 해당 아실기-CoA-에스테르는 중요한 화합물(한 예로 리그닌)의 전구체이다. 4CL의 효소 촉매 반응은 두 단계로 나누어 진행한다. 첫 번째는 신남산 유도체와 Mg 2+ -ATP를 기질로 아실기-CoA-에스테르를 합성하고 두 번째는 CoA로 AMP를 대체하여 아실기-CoA-에스테르를 생산하며 촉매 과정에 효소의 형태는 명확하게 변화한다. 4CL이 리그닌 합성 과정에서의 작용으로 인해 해당 효소는 단백질 공학 방법으로 목재 제품의 질량을 개선하는 중요한 사항이다. X선 회절법(X ray diffraction technique)으로 은백양의 Pt4CL1(Populus tomentosa 4CL1)와 중간 산물의 4-coumarate-AMP 복하물의 결정 구조를 분석하였으며 같은 그룹 구성 성분의 구조와 비교하여 얻은 단백질 구조는 Pt4CL1의 촉매 두 번째 단계 반응이다. 즉 아실기-CoA-에스테르의 합성 형태이다. 구조 분석 결과, His-234 잔기는 Pt4CL1의 효소 촉매 메커니즘에서 다양한 작용을 한다. 즉 측쇄(side chain)와 AMP 인산기(phosphate group)로 수소 결합을 형성하고 인산기의 음전하를 줄이며 CoA의 친핵성 치환(nucleophilic substitution) 반응을 촉진한다. 측쇄는 두 가지 다양한 형태로 CoA가 Pt4CL1의 촉매 센터로 진입하는 것을 조절한다. His-234의 측쇄는 CoA 메르캅토기(mercapto group)의 양자를 빼앗아 CoA의 친핵성 치환 반응을 강화한다. 돌연변이 효소 활성 데이터를 분석한 결과, His-234는 Pt4CL1의 활성에 매우 중요한 구성 요소이고 Pt4CL1 촉매 센터의 활성 잔기이다. |
