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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

La remarquable complexité de la biosynthèse de la vitamine B6

La principale enzyme responsable de la biosynthèse de la vitamine B6 est l’enzyme dodecamérique Pdx1, dont le mécanisme est resté longtemps énigmatique. Pdx1 catalyse la condensation de deux glucides phosphorylés et de l’ammoniac en une forme active de vitamine B6. La réaction complexe implique plus de dix étapes catalytiques et deux sites actifs éloignés. Parmi les nombreux intermédiaires successivement formés lors de la réaction, plusieurs sont colorés, ce qui facilite leur détection in crystallo par spectroscopie optique au Cryobench, plateforme IBS/ESRF, avant la résolution de leur structure sur les lignes de lumière de Biologie Structurale. En particulier, l’intermédiaire I320, qui absorbe fortement dans la région UV se forme après que le premier glucide et l’ammoniac ont été ajoutés. La structure cristallographique montre la présence d’un double adduit covalent entre deux résidus lysine distants situés dans chacun des sites actifs. Ensuite, la réorientation d’une lysine déplace le produit vers le second site actif. La position de relais de l’intermédiaire I320 est une solution élégante de transfert d’intermédiaire, et représente un nouvel exemple de mécanisme de canalisation de substrat où l’utilisation d’attaches covalentes empêche la perte d’intermédiaires vers le solvant environnant et maintient une haute concentration apparente de substrat.

Lysine relay mechanism coordinates intermediate transfer in vitamin B6 biosynthesis. Rodrigues M, Windeisen V, Zhang Y, Guedez G, Weber S, Strohmeier M, Hanes J, Royant A, Evans G, Sinning I, Ealick S, Begley T & Tews I. Nat. Chem. Biol. ;13(3):290-294.