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l-Malate (-2) Protonation State is Required for Efficient Decarboxylation to l-Lactate by the Malolactic Enzyme of Oenococcus oeni.

Oenococcus oeni のリンゴ酸乳酸酵素による l-乳酸への脱炭酸には l-リンゴ酸 (-2) プロトン化状態が必要である (機械翻訳の邦題)

Molecules (Basel, Switzerland)2020Acevedo W, Cañón P, Gómez-Alvear F, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

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研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2020
出典
doi.org
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有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
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公開

日本語要約(機械生成)

本研究は、ワインのリンゴ酸乳酸発酵に関わる Oenococcus oeni のリンゴ酸乳酸酵素 (MLE) における pH の役割を解明することを目的とした。配列類似性ネットワークと系統解析により MLE のホモロジーモデルを構築し、分子動力学シミュレーションで精密化した。量子偏極リガンドドッキングを用いて、l-リンゴ酸 (MAL) とそのプロトン化状態 (-1) および (-2) の結合を解析した結果、MAL2- が最も低い結合自由エネルギー (-23.8 kJ/mol) を示し、等温滴定カロリメトリーの結果と一致した。また、分子動力学と MM/GBSA 計算により、MAL2- のみが Mn2+ 配位に必要な開いた立体配座をとることが示され、O. oeni の細胞内 pH (5.8〜6.1) での酵素活性と整合した。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Malolactic fermentation (MLF) is responsible for the decarboxylation of l-malic into lactic acid in most red wines and some white wines. It reduces the acidity of wine, improves flavor complexity and microbiological stability. Despite its industrial interest, the MLF mechanism is not fully understood. The objective of this study was to provide new insights into the role of pH on the binding of malic acid to the malolactic enzyme (MLE) of Oenococcus oeni. To this end, sequence similarity networks and phylogenetic analysis were used to generate an MLE homology model, which was further refined by molecular dynamics simulations. The resulting model, together with quantum polarized ligand docking (QPLD), was used to describe the MLE binding pocket and pose of l-malic acid (MAL) and its l-malate (-1) and (-2) protonation states (MAL- and MAL2-, respectively). MAL2- has the lowest ∆Gbinding, followed by MAL- and MAL, with values of -23.8, -19.6, and -14.6 kJ/mol, respectively, consistent with those obtained by isothermal calorimetry thermodynamic (ITC) assays. Furthermore, molecular dynamics and MM/GBSA results suggest that only MAL2- displays an extended open conformation at the binding pocket, satisfying the geometrical requirements for Mn2+ coordination, a critical component of MLE activity. These results are consistent with the intracellular pH conditions of O. oeni cells-ranging from pH 5.8 to 6.1-where the enzymatic decarboxylation of malate occurs.

MeSH

Bacterial ProteinsLactic AcidMalate DehydrogenaseMalatesOenococcus

DOI 10.3390/molecules25153431

PMID 32731627

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