• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

一种膜内维生素K环氧化物还原酶同源物的结构揭示了电子转移的控制机制。

Structures of an intramembrane vitamin K epoxide reductase homolog reveal control mechanisms for electron transfer.

作者信息

Liu Shixuan, Cheng Wei, Fowle Grider Ronald, Shen Guomin, Li Weikai

机构信息

1] Department of Biochemistry and Molecular Biophysics, Washington University School of Medicine, St Louis, Missouri 63110, USA [2].

Department of Biochemistry and Molecular Biophysics, Washington University School of Medicine, St Louis, Missouri 63110, USA.

出版信息

Nat Commun. 2014;5:3110. doi: 10.1038/ncomms4110.

DOI:10.1038/ncomms4110
PMID:24477003
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4360977/
Abstract

The intramembrane vitamin K epoxide reductase (VKOR) supports blood coagulation in humans and is the target of the anticoagulant warfarin. VKOR and its homologues generate disulphide bonds in organisms ranging from bacteria to humans. Here, to better understand the mechanism of VKOR catalysis, we report two crystal structures of a bacterial VKOR captured in different reaction states. These structures reveal a short helix at the hydrophobic active site of VKOR that alters between wound and unwound conformations. Motions of this 'horizontal helix' promote electron transfer by regulating the positions of two cysteines in an adjacent loop. Winding of the helix separates these 'loop cysteines' to prevent backward electron flow. Despite these motions, hydrophobicity at the active site is maintained to facilitate VKOR catalysis. Biochemical experiments suggest that several warfarin-resistant mutations act by changing the conformation of the horizontal helix. Taken together, these studies provide a comprehensive understanding of VKOR function.

摘要

膜内维生素K环氧化物还原酶(VKOR)维持人体血液凝固,是抗凝血剂华法林的作用靶点。VKOR及其同源物在从细菌到人类的各种生物体中生成二硫键。在此,为了更好地理解VKOR催化机制,我们报告了处于不同反应状态的细菌VKOR的两种晶体结构。这些结构揭示了VKOR疏水活性位点处的一个短螺旋,其在缠绕和未缠绕构象之间变化。这个“水平螺旋”的运动通过调节相邻环中两个半胱氨酸的位置来促进电子转移。螺旋的缠绕使这些“环半胱氨酸”分开,以防止电子逆向流动。尽管有这些运动,活性位点的疏水性得以维持以促进VKOR催化。生化实验表明,几种对华法林耐药的突变是通过改变水平螺旋的构象起作用的。综上所述,这些研究提供了对VKOR功能的全面理解。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/6ecf5a3ca5da/nihms549310f6.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/ea1634308327/nihms549310f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/5a7d22bfb1b1/nihms549310f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/c0ebaaf76836/nihms549310f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/293ae80c5d10/nihms549310f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/b1bc59983ee0/nihms549310f5.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/6ecf5a3ca5da/nihms549310f6.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/ea1634308327/nihms549310f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/5a7d22bfb1b1/nihms549310f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/c0ebaaf76836/nihms549310f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/293ae80c5d10/nihms549310f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/b1bc59983ee0/nihms549310f5.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/7b01/4360977/6ecf5a3ca5da/nihms549310f6.jpg

相似文献

1
Structures of an intramembrane vitamin K epoxide reductase homolog reveal control mechanisms for electron transfer.一种膜内维生素K环氧化物还原酶同源物的结构揭示了电子转移的控制机制。
Nat Commun. 2014;5:3110. doi: 10.1038/ncomms4110.
2
Structure of a bacterial homologue of vitamin K epoxide reductase.细菌维生素 K 环氧化物还原酶同源物的结构。
Nature. 2010 Jan 28;463(7280):507-12. doi: 10.1038/nature08720.
3
Warfarin and vitamin K epoxide reductase: a molecular accounting for observed inhibition.华法林和维生素 K 环氧化物还原酶:观察到的抑制作用的分子解释。
Blood. 2018 Aug 9;132(6):647-657. doi: 10.1182/blood-2018-01-830901. Epub 2018 May 9.
4
Human vitamin K epoxide reductase and its bacterial homologue have different membrane topologies and reaction mechanisms.人维生素 K 环氧化物还原酶及其细菌同源物具有不同的膜拓扑结构和反应机制。
J Biol Chem. 2012 Oct 5;287(41):33945-55. doi: 10.1074/jbc.M112.402941. Epub 2012 Aug 24.
5
Structural basis of antagonizing the vitamin K catalytic cycle for anticoagulation.拮抗维生素 K 催化循环用于抗凝的结构基础。
Science. 2021 Jan 1;371(6524). doi: 10.1126/science.abc5667. Epub 2020 Nov 5.
6
Structural features determining the vitamin K epoxide reduction activity in the VKOR family of membrane oxidoreductases.决定 VKOR 家族膜氧化还原酶中维生素 K 环氧化物还原活性的结构特征。
FEBS J. 2022 Aug;289(15):4564-4579. doi: 10.1111/febs.16386. Epub 2022 Feb 10.
7
Multiplexed measurement of variant abundance and activity reveals VKOR topology, active site and human variant impact.高通量测量变异丰度和活性揭示 VKOR 拓扑结构、活性位点和人类变异影响。
Elife. 2020 Sep 1;9:e58026. doi: 10.7554/eLife.58026.
8
Characterization of Warfarin Inhibition Kinetics Requires Stabilization of Intramembrane Vitamin K Epoxide Reductases.表征华法林抑制动力学需要稳定膜内维生素 K 环氧化物还原酶。
J Mol Biol. 2020 Aug 21;432(18):5197-5208. doi: 10.1016/j.jmb.2020.05.009. Epub 2020 May 20.
9
Structural and cellular basis of vitamin K antagonism.维生素 K 拮抗作用的结构和细胞基础。
J Thromb Haemost. 2022 Sep;20(9):1971-1983. doi: 10.1111/jth.15800. Epub 2022 Jul 12.
10
Vitamin K epoxide reductase and its paralogous enzyme have different structures and functions.维生素 K 环氧化物还原酶及其同工酶具有不同的结构和功能。
Sci Rep. 2017 Dec 15;7(1):17632. doi: 10.1038/s41598-017-18008-3.

引用本文的文献

1
and Studies of Potential Novel Vitamin K Epoxide Reductase (VKOR) Inhibitors Suggest an Updated Structure-Activity Relationship.新型维生素K环氧化物还原酶(VKOR)潜在抑制剂的研究表明了一种更新的构效关系。
ACS Omega. 2025 Jun 13;10(25):26694-26704. doi: 10.1021/acsomega.5c01116. eCollection 2025 Jul 1.
2
Synergy of Mutation-Induced Effects in Human Vitamin K Epoxide Reductase: Perspectives and Challenges for Allo-Network Modulator Design.突变诱导效应在人类维生素 K 环氧化物还原酶中的协同作用:全网络调节剂设计的观点和挑战。
Int J Mol Sci. 2024 Feb 7;25(4):2043. doi: 10.3390/ijms25042043.
3
Distinct enzymatic strategies for generation of disulfide bonds in membranes.

本文引用的文献

1
Topological plasticity of enzymes involved in disulfide bond formation allows catalysis in either the periplasm or the cytoplasm.参与形成二硫键的酶的拓扑塑性允许在周质或细胞质中进行催化。
J Mol Biol. 2013 Sep 23;425(18):3268-76. doi: 10.1016/j.jmb.2013.04.034. Epub 2013 Jun 28.
2
Vitamin K epoxide reductase contributes to protein disulfide formation and redox homeostasis within the endoplasmic reticulum.维生素 K 环氧化物还原酶有助于内质网中蛋白质二硫键的形成和氧化还原平衡。
Mol Biol Cell. 2012 Jun;23(11):2017-27. doi: 10.1091/mbc.E12-02-0102. Epub 2012 Apr 11.
3
The contribution of bone to whole-organism physiology.
在膜中生成二硫键的独特酶促策略。
Crit Rev Biochem Mol Biol. 2023 Feb;58(1):36-49. doi: 10.1080/10409238.2023.2201404. Epub 2023 Apr 25.
4
Structural features determining the vitamin K epoxide reduction activity in the VKOR family of membrane oxidoreductases.决定 VKOR 家族膜氧化还原酶中维生素 K 环氧化物还原活性的结构特征。
FEBS J. 2022 Aug;289(15):4564-4579. doi: 10.1111/febs.16386. Epub 2022 Feb 10.
5
Termini restraining of small membrane proteins enables structure determination at near-atomic resolution.小膜蛋白的末端限制能够实现近原子分辨率的结构测定。
Sci Adv. 2020 Dec 18;6(51). doi: 10.1126/sciadv.abe3717. Print 2020 Dec.
6
The catalytic mechanism of vitamin K epoxide reduction in a cellular environment.细胞环境中维生素 K 环氧化物还原的催化机制。
J Biol Chem. 2021 Jan-Jun;296:100145. doi: 10.1074/jbc.RA120.015401. Epub 2020 Dec 10.
7
Structural basis of antagonizing the vitamin K catalytic cycle for anticoagulation.拮抗维生素 K 催化循环用于抗凝的结构基础。
Science. 2021 Jan 1;371(6524). doi: 10.1126/science.abc5667. Epub 2020 Nov 5.
8
Multiplexed measurement of variant abundance and activity reveals VKOR topology, active site and human variant impact.高通量测量变异丰度和活性揭示 VKOR 拓扑结构、活性位点和人类变异影响。
Elife. 2020 Sep 1;9:e58026. doi: 10.7554/eLife.58026.
9
Characterization of Warfarin Inhibition Kinetics Requires Stabilization of Intramembrane Vitamin K Epoxide Reductases.表征华法林抑制动力学需要稳定膜内维生素 K 环氧化物还原酶。
J Mol Biol. 2020 Aug 21;432(18):5197-5208. doi: 10.1016/j.jmb.2020.05.009. Epub 2020 May 20.
10
Structural Insights into Phylloquinone (Vitamin K1), Menaquinone (MK4, MK7), and Menadione (Vitamin K3) Binding to VKORC1.维生素 K1(叶绿醌)、MK4(甲萘醌)、MK7(MK7)和维生素 K3(亚硫酸氢钠甲萘醌)与 VKORC1 结合的结构见解。
Nutrients. 2019 Jan 1;11(1):67. doi: 10.3390/nu11010067.
骨骼对整体器官生理学的贡献。
Nature. 2012 Jan 18;481(7381):314-20. doi: 10.1038/nature10763.
4
A protein oxidase catalysing disulfide bond formation is localized to the chloroplast thylakoids.一种催化二硫键形成的蛋白氧化酶定位于叶绿体类囊体。
FEBS J. 2011 Sep;278(18):3419-30. doi: 10.1111/j.1742-4658.2011.08265.x. Epub 2011 Aug 24.
5
Thirteen novel VKORC1 mutations associated with oral anticoagulant resistance: insights into improved patient diagnosis and treatment.与口服抗凝剂抵抗相关的 13 种新型 VKORC1 突变:改善患者诊断和治疗的新见解。
J Thromb Haemost. 2011 Jan;9(1):109-18. doi: 10.1111/j.1538-7836.2010.04095.x.
6
Features and development of Coot.Coot的特点与发展
Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2010 Apr;66(Pt 4):486-501. doi: 10.1107/S0907444910007493. Epub 2010 Mar 24.
7
Recent developments in classical density modification.经典密度修正的最新进展。
Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2010 Apr;66(Pt 4):470-8. doi: 10.1107/S090744490903947X. Epub 2010 Mar 24.
8
A thiolate anion buried within the hydrocarbon ruler perturbs PagP lipid acyl chain selection.巯基阴离子埋藏在烃标尺内,扰乱 PagP 脂质酰链选择。
Biochemistry. 2010 Mar 23;49(11):2368-79. doi: 10.1021/bi901669q.
9
Structure of a bacterial homologue of vitamin K epoxide reductase.细菌维生素 K 环氧化物还原酶同源物的结构。
Nature. 2010 Jan 28;463(7280):507-12. doi: 10.1038/nature08720.
10
Phaser crystallographic software.相位结晶学软件。
J Appl Crystallogr. 2007 Aug 1;40(Pt 4):658-674. doi: 10.1107/S0021889807021206. Epub 2007 Jul 13.