磷酸吡哆醛（PLP）依赖性酶在代谢中起着至关重要的作用，并在有机合成和酶治疗中得到了应用。乙烯基甘氨酸酮亚胺（VGK）亚家族拥有越来越多的酶，这些酶在初级和次级代谢中发挥着不同的作用。然而，VGK催化的底物特异性和复杂酸碱化学的分子决定因素仍然成谜。
图片来源：ACS Catal.
有鉴于此，University of Wisconsin−Madison的Andrew R. Buller课题组使用最近发现的氨基酸γ-裂解酶作为模型系统探索VGK家族的催化机制。研究发现VGK酶催化机制存在两种立体化学上不同的质子转移途径。
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结合动力学和光谱分析表明，催化循环的进展与氨基酸底物Cγ的H供体的存在有关，表明底物结合与构象变化在动力学上耦合。
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高分辨率X射线晶体结构分析表明，胱硫醚-γ裂解酶产生s-反式中间体，这种几何构型可能保守地存在整个VGK家族中。活性位点中的氢键受体模板底物结合，但通过预组织底物远离催化生产方向来实现。突变消除了这种预组织，使得底物特异性放松，但不同底物的kcat增加。
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利用这些信息对极性氨基酸进行制备规模的α, β, β-三氘化产物。这些数据共同解开了底物特异性的复杂模式，为VGK酶的未来研究和应用提供了基础。
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原文标题：Elucidation of the Stereochemical Mechanism of Cystathionine γ‑Lyase Reveals How Substrate Specificity Constrains Catalysis
原文作者：Anna Zmich, Lydia J. Perkins, Craig Bingman, and Andrew R. Buller*
ACS Catal. 2024, 14, 11196−11204
