Přehled o publikaci
2023
Illuminating the mechanism and allosteric behavior of NanoLuc luciferase
NEMERGUT, Michal; Daniel PLUSKAL; Jana HORÁČKOVÁ; Tereza ŠUSTROVÁ; Jan TULIS et al.Základní údaje
Originální název
Illuminating the mechanism and allosteric behavior of NanoLuc luciferase
Autoři
NEMERGUT, Michal; Daniel PLUSKAL; Jana HORÁČKOVÁ; Tereza ŠUSTROVÁ; Jan TULIS; Tomáš BÁRTA; Racha BAATALLAH; Glwadys GAGNOT; Veronika NOVÁKOVÁ; Marika MAJEROVÁ; Karolina SEDLÁČKOVÁ; Sérgio Manuel MARQUES; Martin TOUL; Jiří DAMBORSKÝ; Zbyněk PROKOP; David BEDNÁŘ; Yves L. JANIN a Martin MAREK
Vydání
Nature Communications, London, Nature Publishing Group, 2023, 2041-1723
Další údaje
Jazyk
angličtina
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Stát vydavatele
Německo
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Označené pro přenos do RIV
Ano
Kód RIV
RIV/00216224:14310/23:00133132
Organizace
Přírodovědecká fakulta – Masarykova univerzita – Repozitář
UT WoS
EID Scopus
Klíčová slova anglicky
MOLECULAR-DYNAMICS SIMULATIONS; BIOLOGICAL MACROMOLECULES; CRYSTAL-STRUCTURE; BINDING PROTEIN; CDNA CLONING; BIOLUMINESCENCE; COELENTERAMIDE; INTEGRATION; PREDICTION; SUBSTRATE
Návaznosti
EF17_043/0009632, projekt VaV. GA22-09853S, projekt VaV. LM2018140, projekt VaV. LM2023069, projekt VaV. 101087124, interní kód Repo. 857560, interní kód Repo. CIISB II, velká výzkumná infrastruktura.
Změněno: 26. 2. 2025 00:50, RNDr. Daniel Jakubík
Anotace
V originále
NanoLuc, a superior beta-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.