Kristallstruktur einer pflanzlichen Tyrosinase aus Walnussblättern: die Bedeutung “substratlenkender Aminosäurereste” für die Enzymspezifität

Abstract

Tyrosinasen und Catecholoxidasen gehören zur Klasse der Typ‐III‐Kupferenzyme. Forscher arbeiten seit Jahrzehnten daran, die Monophenolase‐/Diphenolase‐Spezifität dieser Enzyme auf struktureller Ebene zu erklären und entwickelten dazu eine Hypothese (basierend auf der ersten Catechol‐ und Tyrosinasestruktur), der zufolge der Grund für das Fehlen von Monophenolase‐Aktivität in Catecholoxidasen das strukturell eingeschränkte aktive Zentrum sein könnte. Jüngste strukturelle und biochemische Studien an dieser Enzymklasse liefern jedoch Anlass zu Zweifeln an dieser Theorie. Hier wird die erste Kristallstruktur einer pflanzlichen Tyrosinase (Juglans regia) präsentiert, anhand derer gezeigt wird, dass die Unterscheidung zwischen Mono‐ und Diphenolase‐Aktivität auf struktureller Ebene nicht durch eine strukturelle Einschränkung des aktiven Zentrums bestimmt wird; vielmehr spielen Aminosäuren, die sich am Eingang zu und innerhalb der zweiten Schale um das aktive Zentrum befinden, eine viel wichtigere Rolle, als bisher angenommen.