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NE
FEBS Lett.
FEBLAL
0165
0014-5793
585
364
10.1016/J.FEBSLET.2010.12.017
21168411
The Active Site Protonation States of Perdeuterated Toho-1 Beta-Lactamase Determined by Neutron Diffraction Support a Role for Glu166 as the General Base in Acylation.
2011
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TOHO-1 BETA-LACTAMASE IN COMPLEX WITH CEPHALOTHIN
CRYSTAL STRUCTURE OF CLASS A BETA-LACTAMASE TOHO-1 G238CMUTANT
NEUTRON STRUCTURE OF A CLASS A BETA- LACTAMASE TOHO-1 E166A R274N R276N TRIPLE MUTANT
CRYSTAL STRUCTURE OF CLASS A BETA-LACTAMASE TOHO-1
TOHO-1 BETA-LACTAMASE IN COMPLEX WITH CEFOTAXIME
ROOM TEMPERATURE X-RAY STRUCTURE OF THE PERDEUTERATED TOHO-1 R274N R276N DOUBLE MUTANT BETA-LACTAMASE
BETA-LACTAMASE TOHO-1 FROM ESCHERICHIA COLI TUH12191
TOHO-1 BETA-LACTAMASE IN COMPLEX WITH BENZYLPENICILLIN
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DOD
458
A
DOD
2096
2
DOD
DOD
459
A
DOD
2012
2
DOD
DOD
460
A
DOD
2104
2
DOD
DOD
461
A
DOD
2086
2
DOD
DOD
462
A
DOD
2056
2
DOD
DOD
463
A
DOD
2142
2
DOD
DOD
464
A
DOD
2159
2
DOD
DOD
465
A
DOD
2103
2
DOD
DOD
466
A
DOD
2101
2
DOD
DOD
467
A
DOD
2071
2
DOD
DOD
468
A
DOD
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2
DOD
DOD
469
A
DOD
2191
2
DOD
DOD
470
A
DOD
2102
2
DOD
DOD
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A
DOD
2113
2
DOD
DOD
472
A
DOD
2112
2
DOD
DOD
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A
DOD
2160
2
DOD
DOD
474
A
DOD
2192
2
DOD
DOD
475
A
DOD
2039
2
DOD
DOD
476
A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
2040
2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
2022
2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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DOD
DOD
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A
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DOD
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A
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2
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DOD
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A
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2
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A
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A
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A
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2
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DOD
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A
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2
DOD
DOD
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A
DOD
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2
DOD
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A
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2
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A
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2
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A
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DOD
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A
DOD
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2
DOD
DOD
499
A
DOD
2068
2
DOD
DOD
500
A
DOD
2070
2
DOD
DOD
501
A
DOD
2042
2
DOD
DOD
502
A
DOD
2032
2
DOD
DOD
503
A
DOD
2031
2
DOD
DOD
504
A
DOD
2030
2
DOD
DOD
505
A
SER
28
n
1
SER
28
A
VAL
29
n
2
VAL
29
A
GLN
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n
3
GLN
30
A
GLN
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n
4
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31
A
GLN
32
n
5
GLN
32
A
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33
n
6
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33
A
GLU
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n
7
GLU
34
A
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n
8
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35
A
LEU
36
n
9
LEU
36
A
GLU
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n
10
GLU
37
A
LYS
38
n
11
LYS
38
A
SER
39
n
12
SER
39
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SER
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n
13
SER
40
A
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n
14
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A
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n
15
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A
ARG
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n
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ARG
43
A
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n
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LEU
44
A
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n
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GLY
45
A
VAL
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n
19
VAL
46
A
ALA
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n
20
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A
LEU
48
n
21
LEU
48
A
ILE
49
n
22
ILE
49
A
ASN
50
n
23
ASN
50
A
THR
51
n
24
THR
51
A
ALA
52
n
25
ALA
52
A
ASP
53
n
26
ASP
53
A
ASN
54
n
27
ASN
54
A
SER
55
n
28
SER
55
A
GLN
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n
29
GLN
56
A
ILE
57
n
30
ILE
57
A
LEU
59
n
31
LEU
59
A
TYR
60
n
32
TYR
60
A
ARG
61
n
33
ARG
61
A
ALA
62
n
34
ALA
62
A
ASP
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n
35
ASP
63
A
GLU
64
n
36
GLU
64
A
ARG
65
n
37
ARG
65
A
PHE
66
n
38
PHE
66
A
ALA
67
n
39
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67
A
MET
68
n
40
MET
68
A
CYS
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n
41
CYS
69
A
SER
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n
42
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n
43
THR
71
A
SER
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n
44
SER
72
A
LYS
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n
45
LYS
73
A
VAL
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n
46
VAL
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A
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n
47
MET
75
A
ALA
76
n
48
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76
A
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n
49
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77
A
ALA
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n
50
ALA
78
A
ALA
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n
51
ALA
79
A
VAL
80
n
52
VAL
80
A
LEU
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n
53
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81
A
LYS
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n
54
LYS
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A
GLN
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n
55
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n
56
SER
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A
GLU
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n
57
GLU
85
A
SER
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n
58
SER
86
A
ASP
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n
59
ASP
87
A
LYS
88
n
60
LYS
88
A
HIS
89
n
61
HIS
89
A
LEU
90
n
62
LEU
90
A
LEU
91
n
63
LEU
91
A
ASN
92
n
64
ASN
92
A
GLN
93
n
65
GLN
93
A
ARG
94
n
66
ARG
94
A
VAL
95
n
67
VAL
95
A
GLU
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n
68
GLU
96
A
ILE
97
n
69
ILE
97
A
LYS
98
n
70
LYS
98
A
LYS
99
n
71
LYS
99
A
SER
100
n
72
SER
100
A
ASP
101
n
73
ASP
101
A
LEU
102
n
74
LEU
102
A
VAL
103
n
75
VAL
103
A
ASN
104
n
76
ASN
104
A
TYR
105
n
77
TYR
105
A
ASN
106
n
78
ASN
106
A
PRO
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n
79
PRO
107
A
ILE
108
n
80
ILE
108
A
ALA
109
n
81
ALA
109
A
GLU
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n
82
GLU
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n
83
LYS
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112
n
84
HIS
112
A
VAL
113
n
85
VAL
113
A
ASN
114
n
86
ASN
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A
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n
87
GLY
115
A
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n
88
THR
116
A
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n
89
MET
117
A
THR
118
n
90
THR
118
A
LEU
119
n
91
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119
A
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n
92
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n
93
GLU
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A
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122
n
94
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122
A
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123
n
95
GLY
123
A
ALA
124
n
96
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124
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ALA
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n
97
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125
A
ALA
126
n
98
ALA
126
A
LEU
127
n
99
LEU
127
A
GLN
128
n
100
GLN
128
A
TYR
129
n
101
TYR
129
A
SER
130
n
102
SER
130
A
ASP
131
n
103
ASP
131
A
ASN
132
n
104
ASN
132
A
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133
n
105
THR
133
A
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134
n
106
ALA
134
A
MET
135
n
107
MET
135
A
ASN
136
n
108
ASN
136
A
LYS
137
n
109
LYS
137
A
LEU
138
n
110
LEU
138
A
ILE
139
n
111
ILE
139
A
ALA
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n
112
ALA
140
A
HIS
141
n
113
HIS
141
A
LEU
142
n
114
LEU
142
A
GLY
143
n
115
GLY
143
A
GLY
144
n
116
GLY
144
A
PRO
145
n
117
PRO
145
A
ASP
146
n
118
ASP
146
A
LYS
147
n
119
LYS
147
A
VAL
148
n
120
VAL
148
A
THR
149
n
121
THR
149
A
ALA
150
n
122
ALA
150
A
PHE
151
n
123
PHE
151
A
ALA
152
n
124
ALA
152
A
ARG
153
n
125
ARG
153
A
SER
154
n
126
SER
154
A
LEU
155
n
127
LEU
155
A
GLY
156
n
128
GLY
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A
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n
129
ASP
157
A
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n
130
GLU
158
A
THR
159
n
131
THR
159
A
PHE
160
n
132
PHE
160
A
ARG
161
n
133
ARG
161
A
LEU
162
n
134
LEU
162
A
ASP
163
n
135
ASP
163
A
ARG
164
n
136
ARG
164
A
THR
165
n
137
THR
165
A
GLU
166
n
138
GLU
166
A
PRO
167
n
139
PRO
167
A
THR
168
n
140
THR
168
A
LEU
169
n
141
LEU
169
A
ASN
170
n
142
ASN
170
A
THR
171
n
143
THR
171
A
ALA
172
n
144
ALA
172
A
ILE
173
n
145
ILE
173
A
PRO
174
n
146
PRO
174
A
GLY
175
n
147
GLY
175
A
ASP
176
n
148
ASP
176
A
PRO
177
n
149
PRO
177
A
ARG
178
n
150
ARG
178
A
ASP
179
n
151
ASP
179
A
THR
180
n
152
THR
180
A
THR
181
n
153
THR
181
A
THR
182
n
154
THR
182
A
PRO
183
n
155
PRO
183
A
LEU
184
n
156
LEU
184
A
ALA
185
n
157
ALA
185
A
MET
186
n
158
MET
186
A
ALA
187
n
159
ALA
187
A
GLN
188
n
160
GLN
188
A
THR
189
n
161
THR
189
A
LEU
190
n
162
LEU
190
A
LYS
191
n
163
LYS
191
A
ASN
192
n
164
ASN
192
A
LEU
193
n
165
LEU
193
A
THR
194
n
166
THR
194
A
LEU
195
n
167
LEU
195
A
GLY
196
n
168
GLY
196
A
LYS
197
n
169
LYS
197
A
ALA
198
n
170
ALA
198
A
LEU
199
n
171
LEU
199
A
ALA
200
n
172
ALA
200
A
GLU
201
n
173
GLU
201
A
THR
202
n
174
THR
202
A
GLN
203
n
175
GLN
203
A
ARG
204
n
176
ARG
204
A
ALA
205
n
177
ALA
205
A
GLN
206
n
178
GLN
206
A
LEU
207
n
179
LEU
207
A
VAL
208
n
180
VAL
208
A
THR
209
n
181
THR
209
A
TRP
210
n
182
TRP
210
A
LEU
211
n
183
LEU
211
A
LYS
212
n
184
LYS
212
A
GLY
213
n
185
GLY
213
A
ASN
214
n
186
ASN
214
A
THR
215
n
187
THR
215
A
THR
216
n
188
THR
216
A
GLY
217
n
189
GLY
217
A
SER
218
n
190
SER
218
A
ALA
219
n
191
ALA
219
A
SER
220
n
192
SER
220
A
ILE
221
n
193
ILE
221
A
ARG
222
n
194
ARG
222
A
ALA
223
n
195
ALA
223
A
GLY
224
n
196
GLY
224
A
LEU
225
n
197
LEU
225
A
PRO
226
n
198
PRO
226
A
LYS
227
n
199
LYS
227
A
SER
228
n
200
SER
228
A
TRP
229
n
201
TRP
229
A
VAL
230
n
202
VAL
230
A
VAL
231
n
203
VAL
231
A
GLY
232
n
204
GLY
232
A
ASP
233
n
205
ASP
233
A
LYS
234
n
206
LYS
234
A
THR
235
n
207
THR
235
A
GLY
236
n
208
GLY
236
A
SER
237
n
209
SER
237
A
GLY
238
n
210
GLY
238
A
ASP
240
n
211
ASP
240
A
TYR
241
n
212
TYR
241
A
GLY
242
n
213
GLY
242
A
THR
243
n
214
THR
243
A
THR
244
n
215
THR
244
A
ASN
245
n
216
ASN
245
A
ASP
246
n
217
ASP
246
A
ILE
247
n
218
ILE
247
A
ALA
248
n
219
ALA
248
A
VAL
249
n
220
VAL
249
A
ILE
250
n
221
ILE
250
A
TRP
251
n
222
TRP
251
A
PRO
252
n
223
PRO
252
A
GLU
254
n
224
GLU
254
A
ASN
255
n
225
ASN
255
A
HIS
256
n
226
HIS
256
A
ALA
257
n
227
ALA
257
A
PRO
258
n
228
PRO
258
A
LEU
259
n
229
LEU
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DOD
DOD
433
475
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
345
453
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
485
495
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
499
504
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
310
343
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
392
477
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
356
402
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
331
397
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
467
471
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
489
501
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
315
361
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
303
419
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
377
413
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
324
337
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
311
347
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
372
460
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
314
451
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
309
396
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
403
469
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
321
336
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
479
490
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
355
359
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
473
487
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
491
502
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
320
406
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
349
441
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
381
384
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
432
456
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
312
415
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
450
458
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
301
395
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
323
329
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
342
351
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
388
457
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
414
459
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
348
447
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
446
484
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
430
482
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
422
442
1.57
1
A
A
O
O
DOD
DOD
454
464
1.58
1
A
A
O
O
DOD
DOD
304
364
1.58
1
A
A
O
O
ILE
DOD
173
306
1.58
1
A
A
O
O
LEU
DOD
169
307
1.63
1
A
A
OD2
O
ASP
DOD
176
308
1.64
1
A
A
OE1
O
GLN
DOD
31
309
1.67
1
A
A
O
O
DOD
DOD
415
474
1.69
1
A
A
OD2
O
ASP
DOD
240
310
1.70
1
A
A
O
O
DOD
DOD
501
502
1.71
1
A
A
O
O
DOD
DOD
492
499
1.71
1
A
A
O
O
DOD
DOD
490
499
1.73
1
A
A
O
O
DOD
DOD
382
434
1.74
1
A
A
OG
O
SER
DOD
86
311
1.77
1
A
A
OD1
O
ASN
DOD
276
312
1.79
1
A
A
OE1
O
GLN
DOD
31
313
1.81
1
A
A
O
O
LYS
DOD
38
314
1.83
1
A
A
O
O
VAL
DOD
286
315
1.84
1
A
A
O
O
DOD
DOD
371
454
1.84
1
A
A
O
O
HIS
DOD
256
316
1.85
1
A
A
OE2
O
GLU
DOD
166
317
1.87
1
A
A
O
O
GLN
DOD
56
318
1.87
1
A
A
O
O
ALA
DOD
223
319
1.92
1
A
A
OD1
O
ASN
DOD
106
320
1.92
1
A
A
O
O
SER
DOD
84
321
1.95
1
A
A
C
O
PHE
DOD
290
339
1.98
1
A
A
OD1
O
ASP
DOD
163
322
1.99
1
A
A
O
O
ASP
DOD
101
323
2.00
1
A
A
O
O
LEU
DOD
127
324
2.00
1
A
A
O
O
ASP
DOD
101
325
2.01
1
A
A
OH
O
TYR
DOD
241
326
2.01
1
A
A
O
O
DOD
DOD
490
504
2.02
1
A
A
OE1
O
GLN
DOD
203
327
2.02
1
A
A
O
O
DOD
DOD
311
427
2.06
1
A
A
O
O
GLY
DOD
217
328
2.06
1
A
A
O
O
ASP
DOD
101
329
2.06
1
A
A
OH
O
TYR
DOD
241
330
2.06
1
A
A
O
O
DOD
DOD
490
505
2.09
1
A
A
O
O
DOD
DOD
457
489
2.10
1
A
A
OD1
O
ASP
DOD
87
331
2.12
1
A
A
O
O
LYS
DOD
88
332
2.12
1
A
A
O
O
ASP
DOD
179
333
2.13
1
A
A
O
O
DOD
DOD
395
468
2.13
1
A
A
O
O
DOD
DOD
321
482
2.13
1
A
A
O
O
DOD
DOD
395
436
2.14
1
A
A
O
O
GLN
DOD
270
334
2.14
1
A
A
OE1
O
GLN
DOD
30
335
2.15
1
A
A
O
O
SER
DOD
84
336
2.15
1
A
A
OG1
O
THR
DOD
216
337
2.17
1
A
A
O
O
DOD
DOD
497
501
2.17
1
A
A
O
O
ASN
DOD
192
338
2.18
1
A
A
O
O
PHE
DOD
290
339
2.18
1
A
A
O
O
DOD
DOD
362
373
0.98
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
471
483
0.98
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
327
410
0.98
1_555
4_565
1
A
A
O
O
DOD
DOD
387
404
0.98
1_555
3_455
1
A
A
O
O
DOD
DOD
452
476
0.98
1_555
3_455
1
A
A
O
O
DOD
DOD
467
483
0.98
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
407
426
1.50
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
362
378
1.57
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
371
410
1.57
1_555
4_565
1
A
A
O
O
DOD
DOD
427
452
1.57
1_555
2_564
1
A
A
O
O
DOD
DOD
346
387
1.57
1_555
2_564
1
A
ASN
54
56.73
16.29
1
A
CYS
69
56.36
-135.67
1
A
SER
100
-69.40
0.09
1
A
VAL
103
-87.69
-143.00
1
A
THR
165
-102.10
-159.37
1
A
SER
220
-84.15
-127.53
1
A
ASN
255
-145.14
23.23
-2.5001
-0.0000
0.0000
-2.5001
-0.0000
5.0001
0.2586
0.2246
0.2275
2.10
53.185
807
14990
5.4
82.29
1
1.55
26.26
1.01
1.10
TWIN_LSQ_F
FLAT BULK SOLVENT MODEL
20.950
0.522
2.10
53.185
205
2169
0
0
1964
0.004
4110
0.667
7273
13.228
1095
0.042
321
0.003
628
0.2957
0.2353
2.2656
106
2070
58.00
0.2506
0.2324
2.4935
148
2736
77.00
0.3081
0.2370
2.8541
157
2947
82.00
0.2436
0.2280
3.5948
165
3099
86.00
0.2451
0.2080
29.3187
177
3350
89.00
2.10
63.15
2XQZ
14991
2.0
0.18
0.06
1
7.2
83.7
refinement
PHENIX
(PHENIX.REFINE)
data reduction
LAUEGEN
data scaling
LAUEGEN
BETA-LACTAMSE TOHO-1 (E.C.3.5.2.6)
Neutron structure of the perdeuterated Toho-1 R274N R276N double mutant beta-lactamase
1
N
N
2
N
N
A
SER
28
A
SER
1
HELX_P
A
GLY
41
A
GLY
14
1
AA1
14
A
CYS
69
A
CYS
41
HELX_P
A
THR
71
A
THR
43
5
AA2
3
A
SER
72
A
SER
44
HELX_P
A
GLU
85
A
GLU
57
1
AA3
14
A
HIS
89
A
HIS
61
HELX_P
A
GLN
93
A
GLN
65
5
AA4
5
A
LYS
98
A
LYS
70
HELX_P
A
LEU
102
A
LEU
74
5
AA5
5
A
ILE
108
A
ILE
80
HELX_P
A
VAL
113
A
VAL
85
5
AA6
6
A
THR
118
A
THR
90
HELX_P
A
TYR
129
A
TYR
101
1
AA7
12
A
ASP
131
A
ASP
103
HELX_P
A
GLY
143
A
GLY
115
1
AA8
13
A
GLY
144
A
GLY
116
HELX_P
A
LEU
155
A
LEU
127
1
AA9
12
A
PRO
167
A
PRO
139
HELX_P
A
THR
171
A
THR
143
5
AB1
5
A
THR
182
A
THR
154
HELX_P
A
GLY
196
A
GLY
168
1
AB2
15
A
ALA
200
A
ALA
172
HELX_P
A
GLY
213
A
GLY
185
1
AB3
14
A
ARG
275
A
ARG
245
HELX_P
A
THR
287
A
THR
257
1
AB4
13
HYDROLASE
HYDROLASE, EXTENDED-SPECTRUM BETA-LACTAMASES (ESBLS), CTX-M-TYPE ESBLS
A
GLU
166
A
GLU
138
1
A
PRO
167
A
PRO
139
-3.25
BLT1_ECOLX
UNP
1
Q47066
32
291
2XQZ
28
290
Q47066
A
1
1
260
1
ARG
engineered mutation
ASN
274
2XQZ
A
Q47066
UNP
275
244
1
ARG
engineered mutation
ASN
276
2XQZ
A
Q47066
UNP
277
246
5
2
2
anti-parallel
anti-parallel
anti-parallel
anti-parallel
anti-parallel
anti-parallel
A
GLN
56
A
GLN
29
A
TYR
60
A
TYR
32
A
ARG
43
A
ARG
16
A
ASN
50
A
ASN
23
A
LEU
259
A
LEU
229
A
THR
266
A
THR
236
A
THR
243
A
THR
214
A
TRP
251
A
TRP
222
A
VAL
230
A
VAL
202
A
GLY
238
A
GLY
210
A
PHE
66
A
PHE
38
A
ALA
67
A
ALA
39
A
THR
180
A
THR
152
A
THR
181
A
THR
153
A
GLU
96
A
GLU
68
A
ILE
97
A
ILE
69
A
GLY
115
A
GLY
87
A
THR
116
A
THR
88
154
P 32 2 1