The essential vitamin folic acid upon reduction to its tetrahydro form, tetrahydrofolate (THF) is a necessary factor in cellular proliferation. THF or its derivatives are biologically active cofactors, which serve as carriers of one-carbon units in major cellular processes including nucleotide and amino acid biosynthesis and in the methylation cycle. The most stable of the THF derivatives, 5-formylTHF (5-FTHF), is not utilized as a one-carbon donor but is transferred back to the folate pool by the enzyme, MethenylTHF Synthetase (MTHFS). MTHFS is the only enzyme that catalyzes the irreversible ATP and Mg2+-dependent conversion of 5-FTHF to 5,10-methenylTHF. Little is known about the catalytic mechanism of this important enzyme. Structural studies of human MTHFS in solution were undertaken using nuclear magnetic resonance spectroscopy in order to gain insight into the reaction mechanism as well as substrate and cofactor binding properties. Nearly complete backbone assignments were obtained for human MTHFS. The 3D solution structure of hMTHFS was determined from a total of 1947 NMR-derived distance and torsional restraints. The atomic rmsd about the mean coordinate position is 0.8 Å for the backbone and 1.5 Å for all heavy atoms. Human MTHFS consists of a four-stranded b-sheet, a small two-stranded b-sheet and four main a-helices. The central b-sheet is made up of four parallel b-strands and is flanked on both sides by a-helices and on one side by an antiparallel two-stranded b-sheet. Protein-ligand interactions were explored by NMR. The technique of chemical shift mapping was used to identify potential active site residues and to guide site-directed mutagenesis experim / La vitamine essentielle, l'acide folique, réduite à sa forme tétrahydro, tétra-hydrofolate (THF) est un facteur indispensable à la prolifération cellulaire. Les dérivés de THF sont des cofacteurs biologiquement actifs à la base des réactions de transfert d'unités monocarbonées (1C) impliquées dans des processus majeurs comme la synthèse des nucléotides et des acides aminés ainsi que dans le cycle des méthylations. Le plus stable des dérivés de THF, 5-formylTHF (5-FTHF), n'est pas utilisé comme "donneur de carbone" mais peut être introduit au cycle folate par l'enzyme, MéthenylTHF Synthétase (MTHFS). MTHFS est le seul enzyme à catalyser la transformation du 5-FTHF au 5,10-methenylTHF; une réaction irréversible et dépendante de l'ATP et du Mg2+. Le mécanisme catalytique de cet enzyme important est peu connu. Des études structurales de l'enzyme MTHFS humain en solution par résonance magnétique nucléaire (RMN) ont été effectuées pour déceler le mécanisme d'action ainsi que pour étudier les liaisons entre l'enzyme et ses substrats. Une attribution de signaux presque complète a été obtenue pour la chaine squelettique de l'enzyme. La structure tridimensionnelle en solution de la MTHFS humaine a été déterminé d'un total de 1947 contraintes de distance et d'angles dièdres à partir des données expérimentales de RMN. L'écart-type à la valeur moyenne de la position des atomes (rmsd) est de 0.8 Å pour la squelette et de 1.5 Å pour les atomes lourds. La MTHFS humaine contient un feuillet b formé de quatre brins, d'un petit feuillet de deux brins et de 4 hélices a principales. Le feuillet du centre est formé de quatre brins b pa
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.32575 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Copeland, Evelyne Helen |
| Contributors | Miroslaw Cygler (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Biochemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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