Published July 1, 1981
| Version v1
Publication
An essential carboxyl group at the nucleotide binding site of ferredoxin-NADP+ oxidoreductase.
- 1. National University of Rosario
- 2. Centro Científico Tecnológico - Tucumán
- 3. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos
- 4. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Woodward's reagent K (N-ethyl-5-phenylisoxazolium-3'-sulfonate) inactivated both soluble and membrane bound-ferredoxin-NADP' reductase of spinach chloroplasts.Either NADP+ or NADPH afforded complete protection against modification.Ki and the apparent Kd for protection afforded by NADP+ depended on the ionic strength of the medium.Nucleophylic displacement of reagent bound to the soluble enzyme by ['4C]glycine ethyl ester showed that 5 to 6 carboxyl groups/flavin were modified when the diaphorase activity was completely inhibited.In differential labeling experiments using NADP+ as protective agent, it was shown that enzyme inactivation was due to blocking of only 1 carboxyl group/mol.Derivatized reductase did not bind pyridine nucleotides.Protection by NADP' of the membrane-bound reductase was higher, and the apparent K,j for NADP* lower, in the light than in the dark.Inactivation increased abruptly with the external pH, indicating a progressive exposure of the carboxyl group as the pH was raised.The results presented suggest (a) the existence of a light-driven conformational change and a pH-dependeat transition in membrane-bound ferredoxin-NADP' reductase; (b) the presence of an essential carboxyl residue in the nucleotide binding site of the reductase.The last step in the photosynthetic electron transport from water to NADP+ in chloroplasts is catalyzed by a FADcontaining enzyme, ferredoxin-NADP' oxidoreductase (EC 1.18.1.2).This enzyme has been crystallized (1) and appears to be buried in the stroma surface of the thylakoid membrane between protruding molecules of coupling factor 1 (2,3).Different activities are associated with the solubilized enzyme: diaphorase, transhydrogenase, and cytochrome f reductase activities have been described (4-8), but the physiological role of the flavoprotein in the photoreduction of pyridine nucleotides was finally established by Shin and Arnon (9).Although the kinetic properties and molecular interactions of the purified reductase have been intensively studied @,lo-13), little was known until now about the mechanism and regulation of the membrane-bound form of the enzyme.At
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
كاشف وودوارد K (N - ethyl -5 - phenylisoxazolium -3 '- sulfonate) يعطل كل من الإنزيم المختزل القابل للذوبان والمرتبط بالغشاء الفيروكسين- NADP من بلاستيدات السبانخ الخضراء. إما أن NADP + أو NADPH يوفر حماية كاملة ضد التعديل. يعتمد Ki و Kd الواضح للحماية التي يوفرها NADP+ على القوة الأيونية للوسيط. أظهر الإزاحة النووية للكاشف المرتبط بالإنزيم القابل للذوبان بواسطة [' 4C] إيثيل الإستر الجليسيني أنه تم تعديل 5 إلى 6 مجموعات كربوكسيل/فلافين عندما تم تثبيط نشاط الحجاب الحاجز تمامًا. في تجارب وضع العلامات التفاضلية باستخدام NADP+ كعامل وقائي، تبين أن تعطيل الإنزيم كان بسبب حجب مجموعة كربوكسيل واحدة فقط/مول. لم يربط الاختزال المشتق نيوكليوتيدات البيريدين. كانت الحماية بواسطة NADP من الاختزال المرتبط بالغشاء أعلى، وكان K،j الظاهر لـ NADP* أقل، في الضوء منه في الظلام. زاد التنشيط بشكل مفاجئ مع الأس الهيدروجيني الخارجي، مما يشير إلى تعرض تدريجي لمجموعة الكربوكسيل مع ارتفاع الرقم الهيدروجيني. تشير النتائج المقدمة إلى (أ) وجود تغيير توافقي مدفوع بالضوء وانتقال يعتمد على الرقم الهيدروجيني في اختزال فيريدوكسين- NADP المرتبط بالغشاء ؛ (ب) وجود أساسي بقايا الكربوكسيل في موقع ارتباط النيوكليوتيدات بالاختزال. يتم تحفيز الخطوة الأخيرة في نقل الإلكترون الضوئي من الماء إلى NADP+ في البلاستيدات الخضراء بواسطة إنزيم يحتوي على FAD، وهو ferredoxin - NADP 'oxidoreductase (EC 1.18.1.2). وقد تبلور هذا الإنزيم (1) ويبدو أنه مدفون في سطح سدى غشاء الثايلاكويد بين جزيئات بارزة من عامل الاقتران 1 (2،3). ترتبط الأنشطة المختلفة بالإنزيم المذاب: تم وصف أنشطة اختزال الغشاء، ناقلة الهيدروجين، والكروم الخلوي (4-8)، ولكن تم تحديد الدور الفسيولوجي للفلافوبروتين في الإنتاج الضوئي لنوكليوتيدات البيريدين أخيرًا بواسطة شين وأرنون (9). على الرغم من أن الخصائص الحركية والتفاعلات الجزيئية للإنزيم المختزل المنقى قد تمت دراستها بشكل مكثف، @ lo -13)، لم يكن معروفًا حتى الآن سوى القليل عن آلية وتنظيم شكل الإنزيم.Translated Description (French)
Le réactif de Woodward K (N-éthyl-5-phénylisoxazolium-3 '-sulfonate) a inactivé à la fois la ferrédoxine-NADP' réductase soluble et liée à la membrane des chloroplastes d'épinards. Le NADP+ ou le NADPH offrait une protection complète contre la modification. Le Ki et le Kd apparent pour la protection offerte par le NADP+ dépendaient de la force ionique du milieu. Le déplacement nucléophile du réactif lié à l'enzyme soluble par l'ester éthylique de ['4C]glycine a montré que 5 à 6 groupes carboxyle/flavine étaient modifiés lorsque l'activité de la diaphorase était complètement inhibée. Dans des expériences de marquage différentiel utilisant le NADP+ comme agent protecteur, il a été démontré que l'inactivation enzymatique était due au blocage d'un seul groupe carboxyle/mol.La réductase dérivée ne se lie pas aux nucléotides pyridiniques.La protection par NADP' de la réductase liée à la membrane était plus élevée et le K,j apparent pour NADP* plus faible, à la lumière qu'à l'obscurité.L' inactivation a augmenté brusquement avec le pH externe, indiquant une exposition progressive du groupe carboxyle à mesure que le pH augmentait.Les résultats présentés suggèrent (a) l'existence d'un changement de conformation induit par la lumière et d'une transition pH-dépendante dans la ferredoxine-NADP' réductase liée à la membrane ; (b) la présence d'un groupe carboxyle essentiel résidu carboxyle dans le site de liaison nucléotidique de la réductase.La dernière étape du transport photosynthétique des électrons de l'eau au NADP+ dans les chloroplastes est catalysée par une enzyme contenant la FAD, la ferrédoxine-NADP' oxydoréductase (EC 1.18.1.2).Cette enzyme a été cristallisée (1) et semble être enfouie dans la surface du stroma de la membrane thylakoïde entre les molécules saillantes du facteur de couplage 1 (2,3).Différentes activités sont associées à l'enzyme solubilisée : les activités diaphorase, transhydrogénase et cytochrome f réductase ont été décrites (4-8), mais le rôle physiologique de la flavoprotéine dans la photoréduction des nucléotides pyridine a finalement été établi par Shin et Arnon (9).Bien que les propriétés cinétiques et les interactions moléculaires de la réductase purifiée aient été intensivement étudiées @, lo-13), on savait peu de choses jusqu'à présent sur le mécanisme et la régulation de la forme membranaire de l'enzyme.AtTranslated Description (Spanish)
El reactivo de Woodward K (3 '-sulfonato de N-etil-5-fenilisoxazolio) inactivó la ferredoxina-NADP' reductasa soluble y unida a la membrana de los cloroplastos de espinaca. NADP+ o NADPH proporcionaron una protección completa contra la modificación. Ki y la Kd aparente para la protección proporcionada por NADP+ dependieron de la fuerza iónica del medio. El desplazamiento nucleofílico del reactivo unido a la enzima soluble por el éster etílico de ['4C]glicina mostró que de 5 a 6 grupos carboxilo/flavina se modificaron cuando la actividad de la diaforasa se inhibió por completo. En experimentos de etiquetado diferencial utilizando NADP+ como agente protector, se demostró que la inactivación enzimática se debió al bloqueo de solo 1 grupo carboxilo/mol. La reductasa derivatizada no se unió a nucleótidos de piridina. La protección por NADP' de la reductasa unida a la membrana fue mayor, y la K,j aparente para NADP* menor, en la luz que en la oscuridad. La inactivación aumentó abruptamente con el pH externo, lo que indica una exposición progresiva del grupo carboxilo a medida que se elevaba el pH. Los resultados presentados sugieren (a) la existencia de un cambio conformacional impulsado por la luz y una transición dependiente del pH en la ferredoxina-NADP' reductasa unida a la membrana; (b) la presencia de un residuo de carboxilo en el sitio de unión a nucleótidos de la reductasa. El último paso en el transporte de electrones fotosintéticos del agua a NADP+ en los cloroplastos está catalizado por una enzima que contiene FAD, ferredoxina-NADP' oxidorreductasa (EC 1.18.1.2). Esta enzima ha sido cristalizada (1) y parece estar enterrada en la superficie del estroma de la membrana tilacoidea entre las moléculas sobresalientes del factor de acoplamiento 1 (2,3). Se han descrito diferentes actividades asociadas con la enzima solubilizada: diaforasa, transhidrogenasa y citocromo f reductasa (4-8), pero el papel fisiológico de la flavoproteína en la fotorreducción de nucleótidos de piridina finalmente fue establecido por Shin y Arnon (9). Aunque las propiedades cinéticas y las interacciones moleculares de la reductasa purificada se han estudiado intensamente @, lo-13), poco se sabía hasta ahora sobre el mecanismo y la regulación de la forma unida a membrana de la enzima.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مجموعة كربوكسيل أساسية في موقع ربط النيوكليوتيدات لـ ferredoxin - NADP+ oxidoreductase.
- Translated title (French)
- Un groupe carboxyle essentiel au site de liaison nucléotidique de la ferrédoxine-NADP+ oxydoréductase.
- Translated title (Spanish)
- Un grupo carboxilo esencial en el sitio de unión al nucleótido de ferredoxina-NADP+ oxidorreductasa.
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1526571049
- DOI
- 10.1016/s0021-9258(19)69066-6
References
- https://openalex.org/W1197549936
- https://openalex.org/W1269699965
- https://openalex.org/W1517532198
- https://openalex.org/W1530372748
- https://openalex.org/W1535127553
- https://openalex.org/W1547967257
- https://openalex.org/W1550877969
- https://openalex.org/W1558353045
- https://openalex.org/W1559218659
- https://openalex.org/W1571091136
- https://openalex.org/W1591257631
- https://openalex.org/W1594176651
- https://openalex.org/W1604233325
- https://openalex.org/W1966214331
- https://openalex.org/W1969760840
- https://openalex.org/W1977084549
- https://openalex.org/W1979790756
- https://openalex.org/W1984637924
- https://openalex.org/W1994051581
- https://openalex.org/W2006928827
- https://openalex.org/W2007829736
- https://openalex.org/W2018566867
- https://openalex.org/W2033086903
- https://openalex.org/W2035525548
- https://openalex.org/W2063460420
- https://openalex.org/W2070616489
- https://openalex.org/W2086574912
- https://openalex.org/W2087500173
- https://openalex.org/W2089136609
- https://openalex.org/W2091457795
- https://openalex.org/W2131048602
- https://openalex.org/W2424029001
- https://openalex.org/W305189551
- https://openalex.org/W91326892
- https://openalex.org/W957475716
- https://openalex.org/W98689867