Hydrogen bond networks facilitate the conversion of aliphatic aldehydes in the charged active site of S. cerevisiae transketolase

Naturally, transketolase (TK, E.C. 2.2.1.1) catalyzes asymmetric C-C bond formation in glycolysis derived metabolites to afford carbohydrates for nucleotide synthesis and the production of essential aromatic amino acids.[1] While results obtained earlier in our group showed that a decrease in active site polarity in S. cerevisiae transketolase was beneficial for the conversion of non-phosphorylated substrates,[2] the charged mutation D469E was counterintuitively found to promote the conversion of aliphatic aldehydes in E. coli transketolase.[3] Here we present a comparative study of the most beneficial single and double point mutants obtained from both reports for the conversion of aliphatic aldehydes using S. cerevisiae transketolase.[4] It was confirmed that a complete change of active site polarity is not required for the successful conversion of aliphatic aldehydes and surprisingly was found more beneficial than charge neutral mutations. These results were rationalized in docking studies, where a molecule of water was identified at the center of a hydrogen bond network, essential for substrate binding and correct orientation towards the cofactor, thus allowing the conversion of aliphatic aldehydes in the charged active site of transketolase. Please click Additional Files below to see the full abstract

Chemically modified DNA:methods and applications

Over het toepassen van DNA in de chemie DNA is een fascinerend biopolymeer dat gemakkelijk gemanipuleerd kan worden. Doel van het onderzoek van Lorina Gjonaj was het ontwikkelen van nieuwe methodologie om DNA chemisch te modificeren. Verschillende functionaliteiten zijn aan DNA gekoppeld. Deze nieuwe, op DNA gebaseerde substraten zijn getest voor gebruik als katalysator en surfactant, en voor het moduleren van het gedrag van door peptide gevormde ion-kanalen. In hoofdstuk 2 is een nieuwe chemo-selectieve methode om DNA te modificeren beschreven. Alkoxylamines zijn gebruikt om selectief cytosine in enkelstrengs DNA te functionaliseren. Van de producten zijn derivaten gemaakt door middel van bio-orthogonale reacties. In hoofdstuk 3 is een nieuwe benadering beschreven om op DNA gebaseerde katalysatoren te ontwerpen. Dit wordt gedaan door bifunctionele heterobimetallic complexen te vormen door gebruik te maken van de sterk DNA bindende eigenschappen van cisplatine derivaten. In hoofdstuk 4 zijn platinum(II)complexen gebruikt om DNA covalent te modificeren met lange alkylstaarten en hiermee nieuwe op DNA gebaseerde surfactanten te maken. Verder zijn de aggregatie eigenschappen van deze klas surfactanten onderzocht. In hoofdstuk 5 is het oligomerisatieproces van de door het alamethicine peptide gevormde ion-kanalen gemoduleerd, door middel van covalente verankering met DNA strengen. Deze hybrides laten een verhoging van de levensduur van de gevormde ion-kanalen zien en een stabilisatie van de geleiding. In hoofdstuk 6 is een op DNA G-quadruplex gebaseerde surfactant beschreven die amfifilisch gedrag vertoont en assembleert in vezels en micellen in oplossing. Tot slot wordt in hoofdstuk 7 een overzicht gegeven van het uitgevoerde onderzoek en wordt een toekomstperspectief bediscussieerd

Selective chemical modification of DNA with alkoxy- and benzyloxyamines

A new method for the selective chemical modification of DNA at cytosine nucleobases using alkoxy- and benzyloxyamines is presented. It is shown that in particular benzyloxyamines are effective DNA modifying agents, giving rise to almost exclusive formation of the mono addition products. By using a bifunctional derivative, that is, p-azidobenzyloxyamine hydrochloride, an azide moiety, which is a convenient handle for further functionalization, could be introduced into the DNA. The azido modified DNA was then further reacted in a copper(i)-monophos catalysed 1,3-dipolar cycloaddition. These results illustrate the potential of the presented method for application in site and chemo-selective modification of DNA