T4 DNA 및 RNA 리가제에 의해 촉매되는 Mg2+-의존성 뉴클레오타이드 전이의 운동학적 메커니즘

DNA 기질 없이 일시적인 광 흡수 및 형광 분광법을 사용하여 T4 DNA 및 RNA 리가제의 Mg(2+)-의존성 아데닐화가 연구되었습니다. Mg(2+), ATP 및 피로인산염의 농도를 체계적으로 변화시켰고, 그 결과 뉴클레오타이드 전이가 두 개의 금속 이온 메커니즘에 따라 진행된다는 결론에 도달했습니다. 이 메커니즘에 따르면, 오직 이중 마그네슘 배위형 Mg(2)ATP(0)만이 효소와 반응하여 공유 결합 복합체 E.AMP를 형성합니다. 역반응(ATP 합성)은 단일 마그네슘 배위형 피로인산염 형태 MgP(2)O(7)(2-)와 효소.MgAMP 복합체 간에 발생합니다. 뉴클레오타이드 결합 속도는 ATP(4-) > MgATP(2-) > Mg(2)ATP(0) 순으로 감소하며, 이는 비공유 결합 효소.뉴클레오타이드 복합체의 형성이 전기적 상호작용에 의해 유도된다는 것을 나타냅니다. T4 DNA 리가제는 RNA 리가제에 비해 ATP 결합 및 후속 아데닐화 속도가 현저히 높으며, 이는 효소에 결합된 Mg(2)ATP(0)의 K(d)를 10배 이상 감소시키기 때문입니다. T4 DNA 및 RNA 리가제에 의해 촉매되는 뉴클레오타이드 전이에 있어 Mg(2+)의 역할을 밝히기 위해, 우리는 촉매 Mg(2+) 이온이 반응하는 뉴클레오필에 모두 배위되는 전이 상태 구성을 제안합니다: 인산아마이드 결합을 형성하는 효소의 리신 고리와 ATP의 알파-베타 연결 산소입니다.