Les dioxygénases
a-cétoglutarate dépendantes (aKAO) sont des enzymes qui catalysent l'oxydation des liaisons C-H non activées, principalement par hydroxylation.
Elles sont présentes dans de nombreuses voies de biosynthèse de métabolites secondaires, notamment celles des peptides non ribosomaux où elles sont impliquées dans les réactions de diversification. Parmi ces enzymes, celles actives sur les acides aminés et leurs dérivés sont regroupées dans la famille des Clavaminate Synthase Like (CSL). Les enzymes CSL présentent une grande régiosélectivité et stéréosélectivité avec souvent une stricte spécificité du substrat.
Grâce à la détermination de la structure tridimentionnelle de deux enzymes régiodivergentes actives sur la lysine, nous avons mené des analyses structurelle et computationnelle de la famille CSL par modélisation et classification des sites actifs (collaboration avec Dr T. Isabet, Dr P. legrand et Dr E. Stura, Synchrotron SOLEIL, L’Orme des Merisiers, Saint-Aubin, BP 48, 91192 Gif-sur-Yvette, France).
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Superimposition of crystallographic
structures of KDO1 and KDO5 in complex
with lysine
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ASMC hierarchical tree of CSL enzymes
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Nos résultats suggèrent fortement que la spécificité du substrat ainsi que la stéréosélectivité élevée observées dans cette famille sont liées à deux caractéristiques structurelles : une boucle flexible (couvercle) et une sous-poche, en se refermant, le couvercle forme une sous-poche autour de la chaîne latérale du substrat. Ce couvercle dynamique se retrouve dans toute la famille avec une séquence et une longueur variables et est associé à une interface dimérique stable et conservée.