Isoprenoidbiosynthese in pathogenen Bakterien: Nukleare inelastische Streuung ermöglicht Einblicke in den ungewöhnlichen [4Fe-4S]-Cluster vom E.-coli-Protein LytB/IspH†
Dipl.-Biophys. Isabelle Faus
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Search for more papers by this authorWir sind Prof. M. Rohmer dankbar für die hilfreichen Anregungen. Wir danken Prof. A. Boronat (Universität von Barcelona, Spanien) und seiner Gruppe für die Bereitstellung des LytB überexprimierenden E.-coli-Stamms. Wir danken M. Parisse für technische Betreuung. Diese Arbeit wurde unterstützt von “Agence Nationale de la Recherche” (ANR-2011-BSV5-028) und COST Action 1201 an M.S., sowie von NIH grant GM25521 an C.D.P als auch vom SFB/TRR 88 “Cooperative Effects in Homo- and Heterometallic Complexes (3MET)”, von NANOKAT und dem BMBF unter 05K13UK2 an V.S.
Abstract
Das Protein LytB/ISPH katalysiert den letzten Schritt des Methylerythritolphosphat(MEP)-Wegs, der zur Terpenoidbiosynthese in vielen pathogenen Bakterien dient. Deswegen gilt der MEP-Weg als Angriffspunkt für neue potentielle Antibiotika, da er essenziell für Mikroorganismen ist, beim Menschen jedoch nicht vorkommt. Substratfreies LytB hat einen besonderen [4Fe-4S]2+-Cluster mit einer bisher unbekannten Struktur. Experimente mit nuklearer inelastischer Streuung (NIS, oder “nuclear resonance vibrational spectroscopy”, NRVS) in Kombination mit quantenchemischen-molekülmechanischen (QM/MM) Rechnungen zeigen, dass das apikale Eisen des Clusters eindeutig mit drei Wassermolekülen koordiniert ist. Zusätzlich präsentieren wir NIS-Experimente von LytB gebunden mit dem natürlichen Substrat (E)-4-Hydroxy-3-methylbut-2-en-1-yl-diphosphat (HMBPP) sowie mit den Inhibitoren (E)-4-Amino-3-methylbut-2-en-1-yl-diphosphat und (E)-4-Mercapto-3-methylbut-2-en-1-yl-diphosphat.
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