Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân Tích Sự Kích Hoạt Kim Loại Theo Tỉ Lệ Stoichiometric Của Methionine Aminopeptidase
Tóm tắt
Methionine aminopeptidase (MetAP) là một enzym có mặt rộng rãi, cần thiết cho sự sống sót của tế bào và là một mục tiêu hấp dẫn cho việc phát triển thuốc kháng khuẩn và chống ung thư. Số lượng kim loại hóa trị hai cần thiết cho quá trình xúc tác đang được bàn luận sôi nổi. MetAP của E. coli đã được chứng minh là hoạt động hoàn toàn với một lượng kim loại bằng phân tích đồ thị, nhưng từ một mô hình phương trình Hill, có thể suy ra rằng enzym này cần ít nhất hai ion kim loại. Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo một mô hình toán học và phân tích chi tiết về sự kích hoạt MetAP theo tỉ lệ stoichiometric bởi các yếu tố đồng xúc tác kim loại. Do có những kết quả khác nhau với những tác động quan trọng đối với việc phát hiện thuốc, đường cong chuẩn độ thực nghiệm cho Co2+ kích hoạt MetAP đã được phân tích bằng cách khớp với mô hình nhiều vị trí liên kết độc lập (MIBS), và chất lượng của việc khớp được so sánh với phương trình Hill. Việc khớp bằng mô hình MIBS rõ ràng là vượt trội hơn và chỉ ra rằng hoạt động hoàn toàn được quan sát thấy ở tỷ lệ một kim loại với một protein. Hình dạng của đường cong chuẩn độ cũng đã được xem xét để đánh giá sự kích hoạt của các enzym kim loại nói chung bởi một hoặc hai ion kim loại. Xét các kịch bản khác nhau của việc kích hoạt MetAP bởi một hoặc hai ion kim loại, chúng tôi kết luận rằng MetAP của E. coli hoạt động hoàn toàn như một enzym monometalated. Cách tiếp cận của chúng tôi có thể có giá trị trong việc xác định chính xác số lượng cation cần thiết cho quá trình xúc tác của các enzym kim loại.
Từ khóa
#Methionine aminopeptidase #enzym #kim loại #kích hoạt #cation #xúc tácTài liệu tham khảo
Wilcox DE: Binuclear Metallohydrolases. Chem Rev. 1996, 96 (7): 2435-2458. 10.1021/cr950043b.
Winzor DJ, Sawyer WH: Quantitative Characterization of Ligand Binding. 1995, John Wiley & Sons
Bradshaw RA, Brickey WW, Walker KW: N-terminal processing: the methionine aminopeptidase and N alpha-acetyl transferase families. Trends Biochem Sci. 1998, 23 (7): 263-267. 10.1016/S0968-0004(98)01227-4.
Chang SY, McGary EC, Chang S: Methionine aminopeptidase gene of Escherichia coli is essential for cell growth. J Bacteriol. 1989, 171 (7): 4071-4072.
Li X, Chang YH: Amino-terminal protein processing in Saccharomyces cerevisiae is an essential function that requires two distinct methionine aminopeptidases. Proc Natl Acad Sci USA. 1995, 92 (26): 12357-12361. 10.1073/pnas.92.26.12357.
Miller CG, Kukral AM, Miller JL, Movva NR: pepM is an essential gene in Salmonella typhimurium. J Bacteriol. 1989, 171 (9): 5215-5217.
D'Souza VM, Holz RC: The methionyl aminopeptidase from Escherichia coli can function as an iron(II) enzyme. Biochemistry. 1999, 38 (34): 11079-11085. 10.1021/bi990872h.
Li JY, Chen LL, Cui YM, Luo QL, Li J, Nan FJ, Ye QZ: Specificity for inhibitors of metal-substituted methionine aminopeptidase. Biochem Biophys Res Commun. 2003, 307 (1): 172-179. 10.1016/S0006-291X(03)01144-6.
Schiffmann R, Heine A, Klebe G, Klein CD: Metal ions as cofactors for the binding of inhibitors to methionine aminopeptidase: A critical view of the relevance of in vitro metalloenzyme assays. Angew Chem Int Ed Engl. 2005, 44 (23): 3620-3623. 10.1002/anie.200500592.
Chai SC, Wang WL, Ye QZ: FE(II) Is the Native Cofactor for Escherichia coli Methionine Aminopeptidase. J Biol Chem. 2008, 283 (40): 26879-26885. 10.1074/jbc.M804345200.
Lowther WT, Matthews BW: Structure and function of the methionine aminopeptidases. Biochim Biophys Acta. 2000, 1477 (1-2): 157-167.
Copik AJ, Swierczek SI, Lowther WT, D'Souza VM, Matthews BW, Holz RC: Kinetic and spectroscopic characterization of the H178A methionyl aminopeptidase from Escherichia coli. Biochemistry. 2003, 42 (20): 6283-6292. 10.1021/bi027327s.
Hu XV, Chen X, Han KC, Mildvan AS, Liu JO: Kinetic and mutational studies of the number of interacting divalent cations required by bacterial and human methionine aminopeptidases. Biochemistry. 2007, 46 (44): 12833-12843. 10.1021/bi701127x.
Ye QZ, Xie SX, Ma ZQ, Huang M, Hanzlik RP: Structural basis of catalysis by monometalated methionine aminopeptidase. Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103 (25): 9470-9475. 10.1073/pnas.0602433103.
Chai SC, Lu JP, Ye QZ: Determination of binding affinity of metal cofactor to the active site of methionine aminopeptidase based on quantitation of functional enzyme. Anal Biochem. 2009, 395 (2): 263-264. 10.1016/j.ab.2009.07.054.
Ben-Meir D, Spungin A, Ashkenazi R, Blumberg S: Specificity of Streptomyces griseus aminopeptidase and modulation of activity by divalent metal ion binding and substitution. Eur J Biochem. 1993, 212 (1): 107-112. 10.1111/j.1432-1033.1993.tb17639.x.
Huang CY, Hsu CC, Chen MC, Yang YS: Effect of metal binding and posttranslational lysine carboxylation on the activity of recombinant hydantoinase. J Biol Inorg Chem. 2009, 14 (1): 111-121. 10.1007/s00775-008-0428-x.
D'Souza VM, Bennett B, Copik AJ, Holz RC: Divalent metal binding properties of the methionyl aminopeptidase from Escherichia coli. Biochemistry. 2000, 39 (13): 3817-3826. 10.1021/bi9925827.
D'Souza VM, Swierczek SI, Cosper NJ, Meng L, Ruebush S, Copik AJ, Scott RA, Holz RC: Kinetic and structural characterization of manganese(II)-loaded methionyl aminopeptidases. Biochemistry. 2002, 41 (43): 13096-13105. 10.1021/bi020395u.
Motulsky HJ, Ransnas LA: Fitting curves to data using nonlinear regression: a practical and nonmathematical review. FASEB J. 1987, 1 (5): 365-374.
Miller JC, Miller JN: Statistics for Analytical Chemistry. 1993, Ellis Horwood Limited, West Sussex, 148-149.
Beyer WH: Handbook of Tables for Probability and Statistics. 1968, The Chemical Rubber Co., Cleveland, 414-424.
Larrabee JA, Leung CH, Moore RL, Thamrong-nawasawat T, Wessler BS: Magnetic circular dichroism and cobalt(II) binding equilibrium studies of Escherichia coli methionyl aminopeptidase. J Am Chem Soc. 2004, 126 (39): 12316-12324. 10.1021/ja0485006.
Drake AW, Klakamp SL: A rigorous multiple independent binding site model for determining cell-based equilibrium dissociation constants. J Immunol Methods. 2007, 318 (1-2): 147-152. 10.1016/j.jim.2006.08.015.