Kristallstruktur der NAD-abhängigen Formiatdehydrogenase

Der ternäre Komplex der NAD-abhängigen Formiatdehydrogenase (FDH) aus dem methylotrophen Bakterium Pseudomonas sp. 101 (Enzym-NAD-Azid) wurde im Raumgitter P2(1)2(1)2(1) mit Zellparametern a = 11,60 nm, b = 11,33 nm, c = 6,34 nm kristallisiert. Es gibt 1 dimerische Molekül/asymmetrische Einheit. Eine Elektronendichtemappe wurde unter Verwendung von Phasen aus mehreren isomorphen Ersetzungen bei 0,30 nm Auflösung berechnet. Vier Schweratomderivate wurden verwendet. Die Karte wurde durch Lösungsmittelglättung und molekulare Durchschnittsbildung verbessert. Das atomare Modell, das 2 x 393 Aminosäurereste umfasst, wurde mit den CORELS- und PROLSQ-Paketen unter Verwendung von Daten zwischen 1,0 nm und 0,30 nm, wobei Strukturfaktoren unter 1 Sigma ausgeschlossen wurden, verfeinert. Der aktuelle R-Faktor beträgt 27,1 % und die Quadratwurzel der mittleren quadratischen Abweichung von idealen Bindungslängen beträgt 4,2 pm. Die FDH-Untereinheit ist in eine globulare Zweidomänenstruktur (Coenzym und Katalytik) gefaltet, und das aktive Zentrum sowie die NAD-Bindungsstelle befinden sich an der Domänenschnittstelle. Das beta-Faltblatt im Coenzym-Bindungsbereich der FDH enthält im Vergleich zu anderen Dehydrogenasen einen zusätzlichen beta-Strang. Der Unterschied in der quartären Struktur zwischen FDH und den anderen Dehydrogenasen bedeutet, dass FDH eine neue Subfamilie der NAD-abhängigen Dehydrogenasen darstellt: nämlich das P-orientierte Dimer. Der Bereich der Nukleotidbindung der FDH in der Struktur wurde mit den dreidimensionalen Strukturen von vier anderen Dehydrogenasen ausgerichtet, und die konservierten Reste werden diskutiert. Die Aminosäurereste, die zum aktiven Zentrum beitragen und Kontakt mit NAD haben, wurden identifiziert.