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Umwandlung einer Anthranilatsynthase in eine Isochorismatsynthase: Implikationen für die Evolution von Chorismat‐umsetzenden Enzymen
Author(s) -
Plach Maximilian G.,
Löffler Patrick,
Merkl Rainer,
Sterner Reinhard
Publication year - 2015
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.201505063
Subject(s) - chemistry , microbiology and biotechnology , biology
Chorismat‐umsetzende Enzyme spielen in Pflanzen sowie frei lebenden und infektiösen Mikroorganismen eine entscheidende Rolle bei der Biosynthese zahlreicher Metabolite. Zu diesen Enzymen zählen die primärmetabolische Anthranilatsynthase (AS) und die homologe, sekundärmetabolische Isochorismatsynthase (ICS). Beide Enzyme katalysieren mechanistisch ähnliche Reaktionen, wobei sie Ammoniak bzw. Wasser als Nukleophil nutzen. Wir zeigen hier, dass die Nukleophilspezifität der AS durch nur zwei Aminosäureaustausche im Zugangskanal zum aktiven Zentrum von Ammoniak auf Wasser erweitert werden kann. Die resultierende Bifunktionalität dieser AS/ICS‐Variante verdeutlicht, dass die Evolution eines sekundärmetabolischen Enzyms von einem primärmetabolischen aus durch wenige Mutationen erfolgen kann und nicht zwingend eine initiale Genduplikation voraussetzt. Allgemein betrachtet, tragen unsere Erkenntnisse zum Verständnis bei, wie in der Natur innerhalb von Enzym‐Superfamilien neue Reaktionen evolvieren.