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- PDB-8vh8: Crystal structure of heparosan synthase 2 from Pasteurella multoc... -
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Basic information
Entry | Database: PDB / ID: 8vh8 | ||||||||||||
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Title | Crystal structure of heparosan synthase 2 from Pasteurella multocida at 2.85 A | ||||||||||||
![]() | Heparosan synthase B | ||||||||||||
![]() | TRANSFERASE / glycosyltransferase / heparosan / chemoenzymatic synthesis / heparan sulfate | ||||||||||||
Function / homology | Glycosyltransferase 2-like / Glycosyl transferase family 2 / Nucleotide-diphospho-sugar transferases / nucleotide binding / metal ion binding / : / URIDINE-5'-DIPHOSPHATE / Heparosan synthase B![]() | ||||||||||||
Biological species | ![]() | ||||||||||||
Method | ![]() ![]() ![]() | ||||||||||||
![]() | Pedersen, L.C. / Liu, J. / Stancanelli, E. / krahn, J.M. | ||||||||||||
Funding support | ![]()
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![]() | ![]() Title: Structural and Functional Analysis of Heparosan Synthase 2 from (PmHS2) to Improve the Synthesis of Heparin. Authors: Eduardo Stancanelli / Juno A Krahn / Elizabeth Viverette / Robert Dutcher / Vijayakanth Pagadala / Mario J Borgnia / Jian Liu / Lars C Pedersen / ![]() Abstract: Heparin is a widely used drug to treat thrombotic disorders in hospitals. Heparosan synthase 2 from (PmHS2) is a key enzyme used for the chemoenzymatic synthesis of heparin oligosaccharides. It has ...Heparin is a widely used drug to treat thrombotic disorders in hospitals. Heparosan synthase 2 from (PmHS2) is a key enzyme used for the chemoenzymatic synthesis of heparin oligosaccharides. It has both activities: glucosaminyl transferase activity and glucuronyl transferase activity; however, the mechanism to carry out the glyco-oligomerization is unknown. Here, we report crystal structures of PmHS2 constructs with bound uridine diphosphate (UDP) and a cryo-EM structure of PmHS2 in complex with UDP and a heptasaccharide (NS 7-mer) substrate. Using a LC-MC analytical method, we discovered the enzyme displays both a two-step concerted oligomerization mode and a distributive oligomerization mode depending on the non-reducing end of the starting oligosaccharide primer. Removal of 7 amino acid residues from the C-terminus results in an enzymatically active monomer instead of dimer and loses the concerted oligomerization mode of activity. In addition, the monomer construct can transfer N-acetyl glucosamine at a substrate concentration that is ∼7-fold higher than wildtype enzyme. It was also determined that an F529A mutant can transfer an N-sulfo glucosamine (GlcNS) saccharide from a previously inactive UDP-GlcNS donor. Performing the glyco-transfer reaction at a high substrate concentration and the capability of using unnatural donors are desirable to simplify the chemoenzymatic synthesis to prepare heparin-based therapeutics. | ||||||||||||
History |
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Structure visualization
Structure viewer | Molecule: ![]() ![]() |
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PDBx/mmCIF format | ![]() | 1.3 MB | Display | ![]() |
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PDB format | ![]() | 1004 KB | Display | ![]() |
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Others | ![]() |
-Validation report
Arichive directory | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
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-Related structure data
Related structure data | ![]() 8vh7C ![]() 8viwC C: citing same article ( |
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Similar structure data | Similarity search - Function & homology ![]() |
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Links
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Assembly
Deposited unit | ![]()
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1 | ![]()
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3 | ![]()
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4 | ![]()
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Unit cell |
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Components
-Protein , 1 types, 4 molecules ABCD
#1: Protein | Mass: 63664.188 Da / Num. of mol.: 4 Source method: isolated from a genetically manipulated source Source: (gene. exp.) ![]() ![]() ![]() |
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-Non-polymers , 7 types, 65 molecules 












#2: Chemical | ChemComp-MN / #3: Chemical | ChemComp-UDP / #4: Chemical | ChemComp-NA / #5: Chemical | ChemComp-CL / #6: Chemical | ChemComp-EDO / #7: Chemical | ChemComp-CA / | #8: Water | ChemComp-HOH / | |
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-Details
Has ligand of interest | Y |
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Has protein modification | N |
-Experimental details
-Experiment
Experiment | Method: ![]() |
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Sample preparation
Crystal | Density Matthews: 3.62 Å3/Da / Density % sol: 66.03 % |
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Crystal grow | Temperature: 293 K / Method: vapor diffusion, sitting drop / pH: 6.5 Details: Protein: 15mg/ml PmHS2(98-644) in 25mM Tris pH 7.5, 125mM NaCl, 5mM MnCl2, 5mM UDPGlcNAc, UDPGlcA well solution: .1M imidazole/MDES pH6.5, 60mM (MgCl2 and CaCl2) |
-Data collection
Diffraction | Mean temperature: 100 K / Serial crystal experiment: N |
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Diffraction source | Source: ![]() ![]() ![]() |
Detector | Type: DECTRIS EIGER2 XE 9M / Detector: PIXEL / Date: Jun 22, 2023 |
Radiation | Protocol: SINGLE WAVELENGTH / Monochromatic (M) / Laue (L): M / Scattering type: x-ray |
Radiation wavelength | Wavelength: 0.979497 Å / Relative weight: 1 |
Reflection | Resolution: 2.85→28.76 Å / Num. obs: 83838 / % possible obs: 98.72 % / Redundancy: 5.3 % / Biso Wilson estimate: 72.75 Å2 / CC1/2: 0.999 / Rpim(I) all: 0.04076 / Rrim(I) all: 0.09485 / Rsym value: 0.08541 / Net I/σ(I): 9.67 |
Reflection shell | Resolution: 2.852→2.954 Å / Mean I/σ(I) obs: 1.15 / Num. unique obs: 8067 / CC1/2: 0.657 / CC star: 0.89 / Rpim(I) all: 0.4425 / Rrim(I) all: 1.052 / Rsym value: 0.953 |
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Processing
Software |
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Refinement | Method to determine structure: ![]() Stereochemistry target values: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
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Solvent computation | Shrinkage radii: 0.9 Å / VDW probe radii: 1.1 Å / Solvent model: FLAT BULK SOLVENT MODEL | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Displacement parameters | Biso mean: 81.3 Å2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refinement step | Cycle: LAST / Resolution: 2.85→28.76 Å
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Refine LS restraints |
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LS refinement shell |
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Refinement TLS params. | Method: refined / Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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Refinement TLS group | Refine-ID: X-RAY DIFFRACTION
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