En ny L-fucose metabolisk vej fra strengt anaerobe og patogene bakterier

Den genetiske kontekst i bakterielle genomer og screening for potentielle substrater kan hjælpe med at identificere de biokemiske funktioner af bakterielle enzymer. Den gramnegative, strengt anaerob bakterie Veillonella ratti besidder en genklynge, der ser ud til at være relateret til L-fucose-metabolisme og indeholder et formodet dihydrodipicolinatsyntase DHDPS/NAL-protein (FucH). Her, screening af et bibliotek af 2-keto-3-deoxysukkersyrer med dette protein og den biokemiske karakterisering af nabogener afslørede, at denne genklynge koder for enzymer i en tidligere ukendt "Route I" ikke-phosphorylerende L-fucose-vej.

Tidligere undersøgelser af andre aldolaser i DHDPS/NAL-protein-superfamilien brugte kun et begrænset antal forbindelser, og fremgangsmåden rapporteret her muliggjorde belysning af substratspecificiteterne og stereokemiske selektiviteter af disse aldolaser og sammenligningen af ​​dem med dem af FucH. Ifølge aldol-spaltningsreaktionen, aldolaserne var specifikke for (R)- og (S)-stereospecifikke grupper i C4-positionen af ​​2-keto-3-deoxysukkersyre, men havde ingen strukturel specificitet eller præference for methylgrupperne ved C5- og C6-positionerne, henholdsvis.

Denne kategorisering svarede til (Re)- eller (Si)-ansigtsselektiviteten af ​​pyruvatenaminen på (glycer)aldehydcarbonyl i aldol-kondensationsreaktionen. Disse egenskaber bestemmes almindeligvis af, om en serin- eller threoninrest er placeret i den ækvivalente position tæt på det eller de aktive steder, og sted-rettet mutagenese markant modificeret C4-OH præference og den selektive dannelse af en diastereomer. Vi foreslår, at substratspecificitet af 2-keto-3-deoxysukkersyrealdolaser blev konvergent erhvervet under evolutionen og rapporterer opdagelsen af ​​en anden L-2-keto-3-deoxyfuconataldolase involveret i den samme ikke-phosphorylerende L-fucose-vej i Campylobacter jejuni .