Published April 1, 2016
| Version v1
Publication
Open
Molecular characterization of a family 5 glycoside hydrolase suggests an induced-fit enzymatic mechanism
Creators
- 1. Universidade Federal de São Carlos
- 2. Universidade de São Paulo
- 3. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
- 4. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
- 5. European Synchrotron Radiation Facility
Description
Abstract Glycoside hydrolases (GHs) play fundamental roles in the decomposition of lignocellulosic biomaterials. Here, we report the full-length structure of a cellulase from Bacillus licheniformis ( Bl Cel5B), a member of the GH5 subfamily 4 that is entirely dependent on its two ancillary modules (Ig-like module and CBM46) for catalytic activity. Using X-ray crystallography, small-angle X-ray scattering and molecular dynamics simulations, we propose that the C-terminal CBM46 caps the distal N-terminal catalytic domain (CD) to establish a fully functional active site via a combination of large-scale multidomain conformational selection and induced-fit mechanisms. The Ig-like module is pivoting the packing and unpacking motions of CBM46 relative to CD in the assembly of the binding subsite. This is the first example of a multidomain GH relying on large amplitude motions of the CBM46 for assembly of the catalytically competent form of the enzyme.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلعب هيدرولازات الجليكوسيد المجردة (GHs) أدوارًا أساسية في تحلل المواد الحيوية اللجنية السليولوزية. هنا، نبلغ عن البنية الكاملة لسليولاز من عصية الحزازيات الشكل ( Bl Cel5B)، وهي عضو في عائلة GH5 الفرعية 4 التي تعتمد اعتمادًا كليًا على وحدتيها الإضافيتين (وحدة تشبه Ig و CBM46) للنشاط التحفيزي. باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية، وتشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة، ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية، نقترح أن يقوم C - terminal CBM46 بتغطية المجال التحفيزي للطرف N البعيد (CD) لإنشاء موقع نشط يعمل بكامل طاقته عبر مزيج من الانتقاء التوافقي متعدد المجالات على نطاق واسع والآليات المستحثة الملائمة. تقوم الوحدة الشبيهة بـ Ig بتدوير حركات التعبئة والتفريغ الخاصة بـ CBM46 بالنسبة إلى CD في تجميع الموقع الفرعي للربط. هذا هو المثال الأول لهرمون النمو متعدد المجالات الذي يعتمد على حركات السعة الكبيرة لتدابير بناء الثقة 46 لتجميع الشكل المختص حفزيًا للإنزيم.Translated Description (French)
Résumé Les glycosides hydrolases (GH) jouent un rôle fondamental dans la décomposition des biomatériaux lignocellulosiques. Ici, nous rapportons la structure complète d'une cellulase de Bacillus licheniformis ( Bl Cel5B), un membre de la sous-famille GH5 4 qui dépend entièrement de ses deux modules auxiliaires (module de type Ig et CBM46) pour l'activité catalytique. En utilisant la cristallographie aux rayons X, la diffusion des rayons X aux petits angles et les simulations de dynamique moléculaire, nous proposons que le CBM46 C-terminal coiffe le domaine catalytique N-terminal distal (CD) pour établir un site actif entièrement fonctionnel via une combinaison de mécanismes de sélection conformationnelle et d'ajustement induit multidomaines à grande échelle. Le module de type Ig fait pivoter les mouvements d'emballage et de déballage de CBM46 par rapport à CD dans l'assemblage du sous-site de liaison. C'est le premier exemple d'une GH multi-domaine reposant sur des mouvements de grande amplitude du CBM46 pour l'assemblage de la forme catalytiquement compétente de l'enzyme.Translated Description (Spanish)
Resumen Las glucósido hidrolasas (GH) juegan un papel fundamental en la descomposición de biomateriales lignocelulósicos. Aquí, informamos la estructura de longitud completa de una celulasa de Bacillus licheniformis ( Bl Cel5B), un miembro de la subfamilia GH5 4 que depende por completo de sus dos módulos auxiliares (módulo similar a Ig y CBM46) para la actividad catalítica. Usando cristalografía de rayos X, dispersión de rayos X de ángulo pequeño y simulaciones de dinámica molecular, proponemos que el CBM46 C-terminal tapa el dominio catalítico (CD) N-terminal distal para establecer un sitio activo completamente funcional a través de una combinación de selección conformacional multidominio a gran escala y mecanismos de ajuste inducido. El módulo similar a Ig está girando los movimientos de empaquetado y desempaquetado de CBM46 en relación con CD en el ensamblaje del subsitio de unión. Este es el primer ejemplo de una GH multidominio que se basa en movimientos de gran amplitud del CBM46 para el ensamblaje de la forma catalíticamente competente de la enzima.Files
srep23473.pdf.pdf
Files
(6.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f04f8af20d27f3b20b6f1c00e65acc43
|
6.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يشير التوصيف الجزيئي لعائلة 5 جليكوسيد هيدرولاز إلى آلية إنزيمية مستحثة
- Translated title (French)
- La caractérisation moléculaire d'une glycoside hydrolase de la famille 5 suggère un mécanisme enzymatique induit
- Translated title (Spanish)
- La caracterización molecular de una glucósido hidrolasa de la familia 5 sugiere un mecanismo enzimático de ajuste inducido
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2322888619
- DOI
- 10.1038/srep23473
References
- https://openalex.org/W1491373961
- https://openalex.org/W1829960224
- https://openalex.org/W1964833246
- https://openalex.org/W1966078827
- https://openalex.org/W1969400350
- https://openalex.org/W1970695165
- https://openalex.org/W1971738871
- https://openalex.org/W1973702340
- https://openalex.org/W1975734016
- https://openalex.org/W1976499671
- https://openalex.org/W1977038370
- https://openalex.org/W1981338975
- https://openalex.org/W1982126789
- https://openalex.org/W1988966516
- https://openalex.org/W1990642036
- https://openalex.org/W1992899488
- https://openalex.org/W1995586409
- https://openalex.org/W1999314614
- https://openalex.org/W2003949305
- https://openalex.org/W2009674410
- https://openalex.org/W2010004274
- https://openalex.org/W2015779798
- https://openalex.org/W2027408247
- https://openalex.org/W2030517878
- https://openalex.org/W2032405945
- https://openalex.org/W2041000185
- https://openalex.org/W2051629148
- https://openalex.org/W2051864856
- https://openalex.org/W2062954775
- https://openalex.org/W2066088601
- https://openalex.org/W2067174909
- https://openalex.org/W2071900732
- https://openalex.org/W2072654958
- https://openalex.org/W2072674961
- https://openalex.org/W2072799506
- https://openalex.org/W2076491891
- https://openalex.org/W2080751150
- https://openalex.org/W2090363135
- https://openalex.org/W2094897835
- https://openalex.org/W2096929343
- https://openalex.org/W2098303032
- https://openalex.org/W2098319201
- https://openalex.org/W2117458899
- https://openalex.org/W2122559203
- https://openalex.org/W2122994276
- https://openalex.org/W2124026197
- https://openalex.org/W2125725340
- https://openalex.org/W2142532813
- https://openalex.org/W2147526198
- https://openalex.org/W2147949826
- https://openalex.org/W2148557238
- https://openalex.org/W2150494049
- https://openalex.org/W2150981663
- https://openalex.org/W2152207030
- https://openalex.org/W2153851096
- https://openalex.org/W2161644181
- https://openalex.org/W2163341755
- https://openalex.org/W2180229411
- https://openalex.org/W2237233826