Molecular characterization of a family 5 glycoside hydrolase suggests an induced-fit enzymatic mechanism

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Liberato, Marcelo V. ^[1] ; Silveira, Rodrigo L. ^[2] ; Prates, Erica T. ^[2] ; de Araujo, Evandro A. ^[1] ; Pellegrini, Vanessa O. A. ^[1] ; Camilo, Cesar M. ^[1] ; Kadowaki, Marco A. ^[1] ; Neto, Mario de O. ^[3] ; Popov, Alexander ^[4] ; Skaf, Munir S. ^[2] ; Polikarpov, Igor ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, BR-13566590 Sao Paulo - Brazil

^[2] Univ Estadual Campinas, Inst Chem, BR-13084862 Sao Paulo - Brazil

^[3] State Univ Sao Paulo, Inst Biosci, BR-18618970 Sao Paulo - Brazil

^[4] European Synchrotron Radiat Facil, CS40220, Grenoble - France

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 6, APR 1 2016.
• Citações Web of Science: 9

Resumo

Glycoside hydrolases (GHs) play fundamental roles in the decomposition of lignocellulosic biomaterials. Here, we report the full-length structure of a cellulase from Bacillus licheniformis (BlCel5B), a member of the GH5 subfamily 4 that is entirely dependent on its two ancillary modules (Ig-like module and CBM46) for catalytic activity. Using X-ray crystallography, small-angle X-ray scattering and molecular dynamics simulations, we propose that the C-terminal CBM46 caps the distal N-terminal catalytic domain (CD) to establish a fully functional active site via a combination of large-scale multidomain conformational selection and induced-fit mechanisms. The Ig-like module is pivoting the packing and unpacking motions of CBM46 relative to CD in the assembly of the binding subsite. This is the first example of a multidomain GH relying on large amplitude motions of the CBM46 for assembly of the catalytically competent form of the enzyme. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 09/52840-7 - Centro de Processos Biológicos e Industriais para Biocombustíveis - CeProBIO
• Beneficiário: Igor Polikarpov
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 10/18773-8 - Clonagem molecular, expressão, purificação e caracterização estrutural da endoglucanase de Trichoderma harzianum visando o desenvolvimento de coquetéis enzimáticos para a produção de etanol lignocelulósico
• Beneficiário: Vanessa de Oliveira Arnoldi Pellegrini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 13/15582-5 - Dinâmica molecular em múltiplas escalas de glicosídeo hidrolases e substratos lignocelulósicos
• Beneficiário: Érica Teixeira Prates
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 08/56255-9 - Structure and function of enzymes and auxiliary proteins from Trichoderma, active in cell-wall hydrolysis
• Beneficiário: Igor Polikarpov
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
• Processo FAPESP: 14/10448-1 - Aspectos moleculares da arquitetura de paredes celulares de plantas
• Beneficiário: Rodrigo Leandro Silveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado