В энзимологии галоалкандегалогеназа ( КФ 3.8.1.5 ) представляет собой фермент , который катализирует химическую реакцию
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются 1-галогеналкан и Н 2 О , тогда как двумя его продуктами являются первичный спирт и галогенид .
Этот фермент принадлежит к семейству гидролаз , особенно тех, которые действуют на галогенидные связи в углерод-галогенидных соединениях. Систематическое название этого класса ферментов — 1-галогеналкангалидогидролаза . Другие широко используемые названия включают 1-хлоргексангалидогидролазу и 1-галогеналкандегалогеназу . Галоалкандегалогеназы обнаружены у некоторых бактерий и принадлежат к надсемейству ферментов альфа-бета-гидролазы. Они участвуют в нескольких метаболических путях : разложении 1,2-дихлорэтана, разложении 1-хлор-н-бутана, разложении гексахлорциклогексана, разложении 1,2-дибромэтана, разложении 2-хлорэтилвинилового эфира и разложении 1,3-дихлорпропена.
Структурно галоалкандегалогеназы принадлежат к надсемейству альфа/бета- гидролаз . Их активный центр погружен в преимущественно гидрофобную полость на границе основного домена альфа/бета-гидролазы и домена спиральной крышки и соединен с объемным растворителем туннелями доступа. Остатки активного центра, которые необходимы для катализа, называются каталитической пентадой и включают нуклеофильный остаток аспартата , основной остаток гистидина , фрагмент аспарагиновой или глутаминовой кислоты, который служит в качестве общей кислоты, и либо два триптофана .остатки или пара триптофан-аспарагин, которые служат для стабилизации уходящего галогенид-иона. Семейство галоалкандегалогеназ в настоящее время включает 14 различных ферментов с экспериментально подтвержденной дегалогенирующей активностью. Анализ последовательностей и структур галоалкандегалогеназ и их гомологов разделил семейство на три подсемейства, которые отличаются главным образом составом каталитической пентады и кэп-домена.
По состоянию на конец 2007 года для этого класса ферментов было решено 25 структур с кодами доступа PDB 1B6G , 1BE0 , 1BEE , 1BEZ , 1BN6 , 1BN7 , 1CIJ , 1CQW , 1CV2 , 1D07 , 1EDB , 1EDD , 1EDE , 1HDE , 1K5P , 1К63 , 1К6Э , 1МДЖ5 , 2ДХК , 2ДХД , 2ДХЭ , 2ЭДА, 2EDC , 2PKY и 2YXP .
Основная реакция представляет собой замещение SN2 галогена на гидроксильную группу, полученную из воды. Для начала аспартат 124 идеально выровнен с подложкой. Он отгоняет галоген и образует углеродно-кислородную связь сложноэфирной функциональности. За этим замещением следует реакция гидролиза с использованием имидазольного кольца гистидина 289 в качестве основного основания. Это депротонирует воду, образует тетраэдрический промежуточный продукт в исходном сложном эфире и создает катион имидазолия в месте гистидина. Заключительный этап – бета- элиминация .. С вновь образованным катионом имидазолия, готовым стать кислотой, аспартат 124 возвращается в исходное кислое состояние и разрывает сложноэфирную связь, а также депротонирует гистидин 289. Спирт удаляется, а галоген теперь является свободным анионом. Также облегчающую роль играют триптофановые группы на периферии активного центра. Эти остатки обеспечивают донорные группы водородной связи для хлорида, поскольку он начинает подвергаться реакции SN2 и становится анионом. Второй триптофан также обеспечивает жесткость за счет стабильной пептидной связи с аспартатом 124. Он удерживает бета-углеродный кислород на месте, так что он находится в лучшем положении для образования сложноэфирной связи.