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タイトルTargeting imidazole-glycerol phosphate dehydratase in plants: novel approach for structural and functional studies, and inhibitor blueprinting.
ジャーナル・号・ページFront Plant Sci, Vol. 15, Page 1343980, Year 2024
掲載日2024年3月15日
著者Wojciech Witek / Joanna Sliwiak / Michal Rawski / Milosz Ruszkowski /
PubMed 要旨The histidine biosynthetic pathway (HBP) is targeted for herbicide design with preliminary success only regarding imidazole-glycerol phosphate dehydratase (IGPD, EC 4.2.1.19), or HISN5, as referred ...The histidine biosynthetic pathway (HBP) is targeted for herbicide design with preliminary success only regarding imidazole-glycerol phosphate dehydratase (IGPD, EC 4.2.1.19), or HISN5, as referred to in plants. HISN5 catalyzes the sixth step of the HBP, in which imidazole-glycerol phosphate (IGP) is dehydrated to imidazole-acetol phosphate. In this work, we present high-resolution cryoEM and crystal structures of HISN5 (HISN5) in complexes with an inactive IGP diastereoisomer and with various other ligands. HISN5 can serve as a new model for plant HISN5 structural studies, as it enables resolving protein-ligand interactions at high (2.2 Å) resolution using cryoEM. We identified ligand-binding hotspots and characterized the features of plant HISN5 enzymes in the context of the HISN5-targeted inhibitor design. Virtual screening performed against millions of small molecules not only revealed candidate molecules but also identified linkers for fragments that were experimentally confirmed to bind. Based on experimental and computational approaches, this study provides guidelines for designing symmetric HISN5 inhibitors that can reach two neighboring active sites. Finally, we conducted analyses of sequence similarity networks revealing that plant HISN5 enzymes derive from cyanobacteria. We also adopted a new approach to measure HISN5 enzymatic activity using isothermal titration calorimetry and enzymatically synthesized IGP.
リンクFront Plant Sci / PubMed:38559763 / PubMed Central
手法EM (単粒子) / X線回折
解像度1.55 - 2.4 Å
構造データ

12938

7oj5

EMDB-12938, PDB-7oj5:
Cryo-EM structure of Medicago truncatula HISN5 protein
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.4 Å

18305

8qav

EMDB-18305, PDB-8qav:
Medicago truncatula HISN5 (IGPD) in complex with MN and IG2
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.23 Å

PDB-8qaw:
Medicago truncatula HISN5 (IGPD) in complex with MN, IMD, EDO, FMT, GOL and TRS
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 1.55 Å

PDB-8qax:
Medicago truncatula HISN5 (IGPD) in complex with MN, FMT, GOL and TRS
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 1.69 Å

PDB-8qay:
Medicago truncatula HISN5 (IGPD) in complex with MN, FMT, ACT, CIT, EDO, SO4
手法: X-RAY DIFFRACTION / 解像度: 2.2 Å

化合物

ChemComp-MN:
Unknown entry

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-IG2:
(2S,3S)-2,3-dihydroxy-3-(1H-imidazol-5-yl)propyl dihydrogen phosphate / りん酸(2S,3S)-2,3-ジヒドロキシ-3-(1H-イミダゾ-ル-4-イル)プロピル

ChemComp-IMD:
IMIDAZOLE / 1H-イミダゾ-ル-3-カチオン

ChemComp-FMT:
FORMIC ACID / ギ酸

ChemComp-EDO:
1,2-ETHANEDIOL / エチレングリコ-ル

ChemComp-GOL:
GLYCEROL / グリセロ-ル

ChemComp-TRS:
2-AMINO-2-HYDROXYMETHYL-PROPANE-1,3-DIOL / トリス(ヒドロキシメチル)メチルアンモニウム / pH緩衝剤*YM

ChemComp-CL:
Unknown entry / クロリド

ChemComp-NA:
Unknown entry / ナトリウムカチオン

ChemComp-CIT:
CITRIC ACID / クエン酸

ChemComp-SO4:
SULFATE ION / 硫酸ジアニオン

ChemComp-ACT:
ACETATE ION / 酢酸イオン

由来
  • medicago truncatula (タルウマゴヤシ)
キーワードLYASE / histidine biosynthesis / herbicide design / high-resolution Cryo-EM / Medicago truncatula HISN5 IGPD histidine / HISN5 / IGPD / Medicago truncatula

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
  • Pubmedのデータを利用しています

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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