Illuminating the mechanism and allosteric behavior of NanoLuc luciferase

变构调节 活动站点 化学 变构酶 荧光素酶 荧光素 结合位点 生物物理学 生物发光 立体化学 催化作用 生物化学 生物 转染 基因
作者
Michal Nemergut,Daniel Pluskal,Jana Horackova,Tereza Sustrova,Jan Tulis,Tomáš Bárta,Racha Baatallah,Glwadys Gagnot,Veronika Novakova,Marika Majerova,Karolina Sedlackova,Sérgio M. Marques,Martin Toul,Jiřı́ Damborský,Zbyněk Prokop,David Bednář,Yves L. Janin,Martin Marek
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:14
标识
DOI:10.1038/s41467-023-43403-y
摘要

NanoLuc, a superior β-barrel fold luciferase, was engineered 10 years ago but the nature of its catalysis remains puzzling. Here experimental and computational techniques are combined, revealing that imidazopyrazinone luciferins bind to an intra-barrel catalytic site but also to an allosteric site shaped on the enzyme surface. Structurally, binding to the allosteric site prevents simultaneous binding to the catalytic site, and vice versa, through concerted conformational changes. We demonstrate that restructuration of the allosteric site can boost the luminescent reaction in the remote active site. Mechanistically, an intra-barrel arginine coordinates the imidazopyrazinone component of luciferin, which reacts with O2 via a radical charge-transfer mechanism, and then it also protonates the resulting excited amide product to form a light-emitting neutral species. Concomitantly, an aspartate, supported by two tyrosines, fine-tunes the blue color emitter to secure a high emission intensity. This information is critical to engineering the next-generation of ultrasensitive bioluminescent reporters.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123完成签到,获得积分10
刚刚
瑶瑶关注了科研通微信公众号
1秒前
leey发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
晚香玉发布了新的文献求助10
3秒前
斯文败类应助zhangguo采纳,获得10
4秒前
陈雯发布了新的文献求助10
4秒前
机灵书易发布了新的文献求助10
4秒前
蓝一梁完成签到 ,获得积分10
5秒前
spc68应助迷路幻柏采纳,获得10
5秒前
舒适的秋尽完成签到,获得积分10
5秒前
嘻嘻关注了科研通微信公众号
5秒前
Hq完成签到,获得积分10
6秒前
大个应助喜悦的雁蓉采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
stttt完成签到,获得积分20
8秒前
11秒前
可爱的函函应助lelehanhan采纳,获得30
11秒前
聪慧念桃发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
stttt发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Ying发布了新的文献求助10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
大白菜发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
asdfzxcv应助陈雯采纳,获得10
18秒前
靓丽翩跹完成签到,获得积分10
19秒前
Thi发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
ouya完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
old杜发布了新的文献求助10
22秒前
鲁遥完成签到,获得积分10
23秒前
yang发布了新的文献求助10
24秒前
FashionBoy应助草木青采纳,获得10
24秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
nephSAP® Nephrology Self-Assessment Program - Hypertension The American Society of Nephrology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5633567
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4729249
关于积分的说明 14986268
捐赠科研通 4791473
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2558931
邀请新用户注册赠送积分活动 1519330
关于科研通互助平台的介绍 1479617