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 (703 Slovensko, domácí); Daniel PLUSKAL (203 Česká republika, domácí); Jana HORÁČKOVÁ (203 Česká republika, domácí); Tereza ŠUSTROVÁ (203 Česká republika, domácí); Jan TULIS (203 Česká republika, domácí); Tomáš BÁRTA (203 Česká republika, domácí); Racha BAATALLAH; Glwadys GAGNOT; Veronika NOVÁKOVÁ (203 Česká republika, domácí); Marika MAJEROVÁ (703 Slovensko, domácí); Karolina SEDLÁČKOVÁ (203 Česká republika, domácí); Sérgio Manuel MARQUES (620 Portugalsko, domácí); Martin TOUL (203 Česká republika, domácí); Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, domácí); Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, domácí); David BEDNÁŘ (203 Česká republika, domácí); Yves L. JANIN a Martin MAREK (203 Česká republika, domácí)
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
Kód RIV
RIV/00216224:14310/23:00133132
Organizace
Přírodovědecká fakulta – Masarykova univerzita – Repozitář
UT WoS
001111154200005
EID Scopus
2-s2.0-85178172369
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.