ATP- and redox-induced conformational changes in the activator of the radical enzyme 2-hydroxyisocaproyl-CoA dehydratase

A [4Fe–4S] 1+ cluster-containing protein activates 2-hydroxyisocaproyl-CoA dehydratase by an ATP-driven electron transfer. The activator has been proposed to change its conformation by MgATP similarly to nitrogenase Fe-protein. Iron chelation by bathophenanthroline removed the reduced [4Fe–4S] 1+ cluster from the activator in an ATP-dependent manner (rate, v = 0.128 ± 0.004 min −1 ; K m = 21 ± 1 μM); with ADP no chelation was observed ( v < 0.001 min −1 ). Chelation of the oxidised [4Fe–4S] 2+ cluster occurred faster with ADP ( v = 0.34 ± 0.05 min −1 ) than with ATP ( v = 0.132 ± 0.005 min −1 ). The data indicate that reduction of the activator and binding of ATP induce conformational changes necessary to transfer the electron to the dehydratase. Interaction of both proteins promotes ATP hydrolysis ( K m = 0.5 ± 0.1 μM). Une protéine à centre [4Fe–4S] 1+ est capable d'activer la 2-hydroxyisocaproyl-CoA déhydratase par transfert électronique impliquant l'ATP. L'activateur est supposé changer de conformation sous l'influence de MgATP de manière semblable aux nitrogénases (Fe-protéines). La chélation du fer par bathophanthroline entraînait l'enlèvement du centre [4Fe–4S] 1+ de l'activateur en dépendance d'ATP (vitesse, v = 0.128 ± 0.004 min −1 ; K m = 21 ± 1 μM); aucune chélation ne pouvait être observée après traitement avec l'ADP ( v < 0.001 min −1 ). La chélation du centre oxydé [4Fe–4S] 2+ se manifestait plus rapidement avec l'ADP ( v = 0.34 ± 0.05 min −1 ) qu'avec l'ATP ( v = 0.132 ± 0.005 min −1 ). Nos résultas indiquent que la réduction de l'activateur et la liaison de l'ATP induisent les changements de conformation nécessaires pour transférer l'électron à la déhydratase. L'interaction des deux protéines favorise l'hydrolyse de ATP ( K m = 0.5 ± 0.5 µM).