J 2024

The variable structural flexibility of the Bacillus circulans β-galactosidase isoforms determines their unique functionalities

HOVORKOVA, Michaela; Barbora KASCAKOVA; Lucie PETRASKOVA; Petra HAVLICKOVA; Jiří NOVÁČEK et. al.

Základní údaje

Originální název

The variable structural flexibility of the Bacillus circulans β-galactosidase isoforms determines their unique functionalities

Autoři

HOVORKOVA, Michaela; Barbora KASCAKOVA; Lucie PETRASKOVA; Petra HAVLICKOVA; Jiří NOVÁČEK; Daniel PINKAS; Zdenko GARDIAN; Vladimir KREN; Pavla BOJAROVA a Ivana Kuta SMATANOVA

Vydání

Structure, CAMBRIDGE, CELL PRESS, 2024, 0969-2126

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10608 Biochemistry and molecular biology

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.300

Kód RIV

RIV/00216224:14740/24:00139160

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

001354882000001

EID Scopus

2-s2.0-85207765085

Klíčová slova anglicky

CRYO-EMOLIGOSACCHARIDE PRODUCTION; REFINEMENT; MECHANISMS; CLONING; SYSTEM; MODEL; GENE

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 9. 6. 2025 15:52, Mgr. Eva Dubská

Anotace

V originále

beta-Galactosidase from Bacillus circulans ATCC 31382 (BgaD) is a biotechnologically important enzyme for the synthesis of beta-galactooligosaccharides (GOS). Among its four isoforms, isoform A (BgaD-A) has distinct synthetic properties. Here, we present cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of BgaD-A and compare them with the known X-ray crystal structure of isoform D (BgaD-D), revealing substantial structural divergences between the two isoforms. In contrast to BgaD-D, BgaD-A features a flexible Big-4 domain and another enigmatic domain. The newly identified flexible region in BgaD-A is termed as "barrier domain 8," and serves as a barricade, obstructing the access of longer oligosaccharide substrates into the active site of BgaD-A. The transgalactosylation reactions catalyzed by both isoforms revealed that BgaD-A has a higher selectivity than BgaD-D in the earlier stages of the reaction and is prevailingly directed to shorter galactooligosaccharides. This study improves our understanding of the structural determinants governing R-galactosidase catalysis, with implications for tailored GOS production.

Návaznosti

EF18_046/0015974, projekt VaV
Název: Modernizace České infrastruktury pro integrativní strukturní biologii
LM2023042, projekt VaV
Název: Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CIISB - Česká infrastruktura pro integrativní strukturní biologii
LM2023050, projekt VaV
Název: Národní infrastruktura pro biologické a medicínské zobrazování
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Czech BioImaging: Národní výzkumná infrastruktura pro biologické a medicínské zobrazování