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蛇毒磷脂酶A2的结构

   
   2015-04-06 3490
核心提示:一、一级结构从哺乳动物胰脏、蜂毒和蛇毒中提取的pla2性质相似,都具有对热和变性剂稳定、耐酸、酶活性依赖于Ca2+和分子量小的特点。由于上述性质,人们推测它们的结构也相似。这类分子的分子量

一、一级结构

从哺乳动物胰脏、蜂毒和蛇毒中提取的pla2性质相似,都具有对热和变性剂稳定、 耐酸、酶活性依赖于Ca2+和分子量小的特点。由于上述性质,人们推测它们的结构也相 似。这类分子的分子量都不大(14 000左右),且为一条肽链,这使人们很容易测定其氨基 酸的顺序。目前已经成功地对30多种?1^2的一级结构进行了测定。除此之外还对与PLA2有同源关系的蛋白或亚基进行了测定,它们多为突触前神经毒素或其中的亚基,例 如泰攀毒素的7链和屮银环蛇 素的B链。有关PLA2&其同源 蛋白的氨基酸顺序可参见Ver- heij(1981)的综述文章。

对各种PLA2的氨基酸顺序 比较可以清楚地看出,它们是一 类同源的分子,可能来自同一个 祖先基因。有关PLA2中二硫键 的测定是以牛或猪胰脏PLA2 材料进行的,经反复实验和多次 修改确定这2PLA2分子中都 7对二硫键。牛胰脏?1^2 体的二硫键配对情况如图3-15-4 所示。对蛇毒中PLA2的二硫键 配对情况没有做过太多的研究,

是通过与牛胰PLA2的比较和推 测来确定的。从氨基酸顺序来看,

眼镜蛇毒和海蛇毒中PLA2的半 胱氨酸位置和哺乳动物胰脏 PLA2中的半胱氨酸位置相似,推测它们之间的二硫键配对相 同。对于响尾蛇毒和蝰蛇毒中 PLA2而言,11位和77位上没 有半胱氨酸,而在50位和C- 端有半胱氨酸,这2个半胱氨酸 可能形成二硫键。Heinrikson(1977)早期在他的著作里把PLA2分成两类:一类包括胰脏PLA2、海蛇毒和眼镜蛇毒 中的PLA2;二类包括响尾蛇毒和蝰蛇毒中的PLA2。随着更多的蛋白质顺序被测出,发 现二硫键的位置排列有例外情况。例如卩-银环蛇毒素的B链与从蛇毒中分离出的PLA2都没有CySll-Cys77这对二硫键,这2种蛋白都来自眼镜蛇类蛇毒。

PLA2中众多的二硫键使其性质稳定。二硫键的正确配对是酶具有活性所必需的。如 果用还原的方法把二硫键全部打开,那么酶的活性就会消失。在对还原后的PLA2氧化使 其结构恢复过程中,如条件不当,仅能使部分的活性得到恢复,有时甚至完全不能恢复。用 猪胰脏PLA2做材料,Van SCharrenburg(1980)发现,在对还原后的PLA2重新氧化时, 如没有苏糖醇存在,只有35%的酶活得到恢复。作者认为相对低的恢复率是由于二硫键 错误配对引起的。如果在半胱氨酸和0. 9mol/L盐酸胍的存在下进行氧化,氧化则有90% 95%的酶活性恢复。盐酸胍的作用是增加被还原状态?1^2的溶解性。经上述氧化后的 酶和自然状态下的酶相同。Verheij(1981)29种不同来源PLA2的一级结构的差异 进行了计算,发现它们的氨基酸顺序平均相差50%,这一数据表明各种PLA2有极大的同 源性。其中Hydrophis类蛇毒的PLA2和澳大利亚虎蛇属类蛇毒PLA2的相似 性更大。唾蛇和非洲眼镜蛇在分类上相差较大,这和它们的PLA2顺序相差较大相符合。从PLA2顺序来看,眼镜蛇(C0h)蛇毒PLA2和哺 乳动物胰脏PLA2相似,而与蝰蛇毒的PLA2相差较大。很显然眼镜蛇和哺乳动物的 PLA2从祖先蛋白开始都只是经历了有限的突变进化,而且二者在进化过程中是平行的。

比较PLA2的氨基酸顺序还发现,在PLA2中有32个氨基酸是绝对不变的,29个氨 基酸可以被性质相似的(分子大小、电荷或疏水性)其他氨基酸代替。如果仅把胰脏pla2 与眼镜蛇PLA2相比较,则保守氨基酸有36个,可以被相似氨基酸代替的氨基酸高达45 个。保守氨基酸包括起着催化作用的残基(His48Asp99)、结合辅因子Ca2+的残基(Asp49) 或者具有重要的结构功能的残基(如所有的Cys,5Gly残基)。

PLA2与底物结合是疏水性质的分子作用,不管底物是以分子单体形式还是以聚合 的微粒形式。对PLA2活性部位周围基团的分析有利于弄清PLA2与底物结合的机制。射线分析证明牛胰脏PLA2的活性部位周围有几个疏水的侧链。这些疏水侧链不是包埋 在分子的内部,而是和外界环境接触,这样在PLA2分子表面形成了一个可供与脂类底物 结合的疏水区域。对牛胰脏PLA2而言,这个区域的氨基酸侧链为LeU2Trp3LeUl9 Leu20Leu31Lys56Leu58(Val-Leu-Cal65)TyrS9Thr7。。在其他 PLA2 分子中,这些侧链高 度可变,但一些主要的疏水侧链是不变的。这个疏水区域含有多个ArgLys,但只有个带负电荷的侧链基团,净电荷为正,这说明与底物结合不但要有疏水区域,而且正电荷 对结合作用也是十分有利的。对于蛇毒PLA2而言,这种与底物结合相关的疏水区与胰脏 PLA2相似。由于疏水区的侧链数在10个以上,可以设想个别侧链发生突变不会影响结 合作用的本质,只能影响结合作用的强弱。

有两种蛋白具有PLA2结构而无PLA2活性。一种是Notechis I -1,另一种是泰攀毒 素的I链。Notechis I -1有结合Ca2+的作用,也能和PLA2的不可逆抑制剂结合。在结 构上Notechis I -1Elapid蛇毒PLA2结构相似,仅在30位上有一个氨基酸差别,正常

PLA230位是不变氨基酸Gly3。,而Notechis I -130位是丝氨酸。这一突变的部位 可能和Ca2+的结合有关,因而可以设想,尽管突变没有改变对Ca2+的亲和性,但结合的部 位可能发生了变化,与正常PLA2的结合部位不同。这种差异可能是导致Notechis 1-1 无酶活性的原因。和PLA2相比,泰攀毒素的7-链在结构上有几个突出的特点:①在N- 多出一个8肽,这和胰脏PLA2的前体N-端相似;②假如15位和19位的半胱氨酸形成二 硫键,那么在该分子活性部位的前面有一个附加环,这一环在正常PLA2是没有的;③该 蛋白链的31位为Pro,而正常PLA231位不是Pro,31位柯近这段肽对Ca2+的结合有重 要作用;④在55位和68位之间无缺失;⑤有一个多糖链结合在Asn7。上,而ASn7。正 好处在活性中心的前面。

胰脏PLA2的前体不能水解以微粒状态存在的底物,但能有效地分解以单分子状态 存在的底物。这种差异是由于前体在N-端多了几个氨基酸残基。有人报道这段肽含3 氨基酸,也有人报道含有5个氨基酸,还有人报道含有7个氨基酸。但无论那种情况这段 肽的C-端都是精氨酸。

早在1972年就有人提出PLA2中的a-氨基在分子内部形成盐键,对活性部位的空间 结构起到稳定作用。经测定,氨基的PK值为8. 38. 9,这与假设相符。如果用其他氨基 酸取代Ala,,酶的活性会大大下降,这从另一方面说明维持这种盐键的重要性。X射线衍 射证明Ala,确实包埋在分子的内部。其中的a-氨基通过水分子与Asp99形成盐键。

我国对PLA2结构的研究起步较晚,主要工作由陈远聪等人完成。他们从浙江蝮蛇 中纯化出酸性、中性和碱性3PLA2,分子量相近(14 000)。中性PLA2是突触前神经 毒素,酸性PLA2是血小板聚集抑制剂,碱性PLA2有极强的溶血活性。在完成了酸性 PLA2的全部氨基酸顺序和中性PLA2、碱性PLA2的化端部分顺序测定后,他们发现这PLA2N-端顺序非常相似,只有少数氨基酸残基有变换,可能C-端的差别较大。关于 它们的空间结构以及结构与功能的关系还有待于进一步研究。

二、化学修饰对活性的影响

PLA2的化学修饰研究已经进行了 20多年,化学修饰的主要目的是弄清酶的活性 部位,从而为彻底弄清酶的催化机制打下基础。一般地说,如某种残基被修饰后酶失去 活性,那么这种残基被定义为必需基团,它是活性部位的组成成分。如经修饰后仅仅使 酶的活性部分下降,或者仅使结合某种底物的特性改变,这种被修饰的基因可能仅是较 重要而已,谈不上是必需基团。在测定PLA2活性时,用以单分子状态存在的磷脂为底物, 一方面是因为以这种形式为底物时,PLA2只要有活性就能测定出来,反应了它水解底物 的活性大小;另一方面是如用微粒状态的磷脂为底物,会出现这样的情况:即某种修饰 剂作用于PLA2某种特殊残基后,这个残基尽管不是活性中心的组成成分,也会导致酶活 的全部丧失。这种修饰作用把PLA2转变成和前体相似的物质,虽然对微粒状态的底物无 活性,而对单分子状态的底物仍有分解作用。这种现象可能是由于修饰作用影响了 pla2 中与微粒状态底物结合的部位的性质,使之不能与底物结合,而不是修饰了分解底物的 活性中心。

(一) 丝氨酸

各种有机磷化合物如DFP都不能抑制PLA2的活性,这说明活性部位没有丝氨酸存 在。过去有人考虑到PLA2的活性部位含有较多的疏水氨基酸,所以改用疏水性较大的丝 氨酸修饰剂进行修饰。但以乳化形式或以变性剂混合成微粒形式的上述修饰剂都不能使 猪胰脏PLA2失活。现在普遍认为丝氨酸不是PLA2活性部位的组成成分。这和以牛胰脏 PLA2为材料进行的X射线分析结果相符,X射线分析发现牛胰脏PLA2的活性部位无 丝氨酸。曾有人报道DFP可以抑制从蛇毒中分离的PLA2的活性,这种抑 制作用可能不是作用于丝氨酸残基所致。

(二) 巯基

由于PLA2中的半胱氨酸都形成了二硫键,故一般认为PLA2的活性部位没有巯基。 过去曾有人报道某些巯基修饰试剂可以改变pla2活性,这可能是由于这些修饰剂与巯 基以外的基团作用的结果。

(三) 组氨酸

1966年就有人估计组氨酸可能是PLA2的活性部位组成成分。以后用对-溴苯甲酰甲 (BPB)作修饰剂证明了这一点。更详细的研究发现,猪胰脏PLA2和它的前体PLAZ BPB反应的动力学相似,说明这2种蛋白质被修饰的是同一种残基。当修饰作用使酶活 性下降到原活性5%以下时,氨基酸分析结巣表明1分子pla2减少了 1个组氨酸,用 PLA2前体作试验也有相似的结果。分析还表明,用BPB做修饰剂时,它主要与紐 合,其次是(10%)His115结合。用没有His115的马胰脏PLA2为材料,发现BPB只能与 His48结合,说明HI48BPB最易修饰的组氨酸残基。经修饰后PLA2对任何状态的底物 都无催化作用。

Ca2+PLA2绝对需要的辅助因子,无论PLA2还是它的前体都需要与Ca2+结合。 Ca2+能够阻止BPBPLA2的修饰作用,但Mg2+对此无影响。除了 Ca2+外,PLA2的竞争 性抑制剂(D型卵磷脂)、PLA2的水解产物(溶血卵磷脂和脂肪酸)以及不可分解的磷脂 类似物都能阻止BPB的修饰作用,特别是Ca2+和单体状态的D型卵磷脂同时存在时,阻 止作用更强。上述阻止物除Ca2+外,浓度都必须在各自的能形成微粒的临界浓度以下,否 则有时会加强BPB的修饰作用。这说明PLA2可能和上述分子状态底物形成了复合物, 这种复合物对BPB稳定。PLA2和聚集状态的物质很难形成复合物,这可能是在该条件下 BPB仍能起修饰作用的原因。

PLA2和它的前体对修饰剂BPB的反应相似,都能被某些物质和Ca2+保护。从这些 情况来看,PLA2的活性部位在前体形式就已经存在,酶原形式PLA2也能水解单体状态 底物进一步说明了这个问题。各方面的证据还说明PLA2比前体多了 1个与脂-水界面结 合的部位,由于这种原因,前体PLA2不能水解聚合状态的底物(Volwerk1979)

各种证据表明祕348PLA2活性部位的组成成分。测定BPB修饰猪胰脏PLA2pH 的影响,发现祕348pKa6. 2,牛胰脏PLA2 His48pKa6. 8,在相同条件下牛胰脏 PLA2BPB修饰的速度是猪胰脏PLA210倍。PLA2被修饰时,单体状态的底物类似 物可以阻止修饰反应,PLA2对它们的亲和力与其中的脂酰基长度有关,一般地说脂酰基 长,亲和力大。这些证据说明His48可能处在疏水区域,BPB也是疏水性修饰剂,His48所处的

环境有利于BPB的修饰作用。在很多情况下修饰作用使酶失去了水解底物的能力,但对某 些底物的结合作用仍存在,这说明PLA2和底物结合的部位与活性部位是有区别的。

BPB修饰蛇毒PLA2和突触前神经毒素的工作起步较晚。与胰脏PLA2相似,它们 BPB作用时也有一个组氨酸被修饰。对突触前神经毒素修饰后,这些毒素的PLA2 性和神经毒性全部消失,这说明完整的活性部位是维持这二种活性的前提。Crotoxin含有 1个酸性A亚基和一个具有PLA2活性的碱性B亚基,完整的Crotoxin不与BPB作用, PLA2活性和神经毒性也不受影响。如B亚基单独与BPB作用,则自身的PLA2活性和神 经毒性都丧失,但仍然能像修饰前那样与A亚基结合。分析发现B亚基中的一个His BPB修饰。Crotoxin不被修饰可能因为A亚基对B亚基的活性部位有保护作用。Taipox- in毒素有3个亚基,其中a、卩亚基和PLAZ同源,而7亚基和猪胰脏PLA2前体同源。a(3 亚基和BPB反应都有1His被修饰,但7亚基不被修饰。在7亚基的活性部位有1个糖 链,可能这个糖链阻止了 BPB7亚基的修饰作用。由于用BPB修饰后Tapoxin毒性大 大降低而抗原性仍存在,所以在实验室中常利用这个特性制备Taipoxin的髙效价抗体。 BPB修饰的组氨酸位置分析表明,绝大多数也发生在His48位置。

Ca2+也能阻止BPB对绝大多数蛇毒PLA2的修饰,但CrotoxinB亚基例外,即使 25mmol/L浓度下,Ca2+也不起作用。与胰脏PLA2相似,NotexinP-Bugarotoxin BPB修饰后失去了对Ca2+的结合能力,但印度眼镜蛇、黑颈眼镜蛇和唾蛇蛇毒中PLA2经修饰后活性虽然丧失,但 结合Ca2+的能力仍然存在。PLA2底物类似物有些能阻止BPB对蛇毒PLA2的修饰,有些 不能,从目前情况来看,还不能得出普遍性结论。

(四)色氨酸

N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)修饰东部菱斑响尾蛇蛇毒PLA2发现,每个二聚体形式的PLA2分子有2个色氨酸残基被修饰,修饰作用导致PLA2的失 活和其他光谱特性方面的变化。尽管在修饰过程中PLA2有可能发生解聚,但修饰后的产 物仍是二聚体。用2-羟基-5-硝基苄基溴(HNB)修饰东部菱斑响尾蛇

蛇毒PLA2时,每个分子的二聚体PLA2也有2个色氨酸被修饰,不过修饰后 活性仍然存在,光谱方面的特性也没变。由于每个PLA2单体有3个色氨酸,所以131 NBS修饰的色氨酸可能不同(Heinrikson1977)Viljoen等(1976)NBS修饰加蓬咝蝰蛇毒中的PLA2,他们发现酶活的丧失与Trp31被修饰有关。Ca2+和十六脂 酰胆碱(diC16PC)几乎不能对抗NBS的修饰作用,但以微粒状态存在的溶血卵磷脂,特别 在有Ca2+存在时,确实能够阻止对Trp31的修饰。虽然Viljoen曾经认为丁印31PLA2 活性部位组成成分,但以后他又解释说Trp31可能与底物结合有关,这一解释和大多数 PLA2Trp31部位的氨基酸可变相符合。在其他许多PLA2中,          第31位不是色氨酸而是其他 氨基酸。从加蓬咝蝰蛇毒中分离出的PLA2可以被邻-硝基苯磺酰氯 (NPS)修饰,修饰作用主要集中在Trp7。残基上,活性没有改变。如果条件剧烈些可以进一 步引起Trp31被修饰,活性也相应地有些下降。经过NBS修饰后的PLA2还可以被NPS 修饰。猪胰脏PLA2 Trp31NPS修饰后,如用以微粒状态的底物辛脂酰卵磷脂测试, 活性没有变化;但如用卵黄为底物,则活性只有原来的一半。

从半环扁尾蛇蛇毒中可以分离出4PLA2,其中有3 PLA2          第70位上无Trp,这3PLA2的活性比另一种PLA2的活性低。Yoshida          第70 位上有TrpPLA2为材料,用NBSTrp7。进行修饰,发现修饰后PLA2酶活有较大程 度的下降,修饰后产物的活性和前3PLA2相似。有趣的是修饰后产物水解底物的动力 学也发生了变化,与70位没有TrpPLA2相似。HowardTmag(1977)报道用NBS 修饰卜银环蛇毒素后,产物的神经毒性和PLA2活性均消失。HowardTruag都可以对 印度眼镜蛇(iV. na知蛇毒中的PLA2进行修饰,修饰的残基仍是Trp,修饰后酶的 活性绝大部分都有较大的下降。这些PLA2分子中有3个分子的Trp残基,现在还不知道 是否对这3Trp都有修饰作用。这种修饰可能通过改变PLA2对底物的结合作用而使 酶失活。

(五) 甲硫氨酸

从东部菱斑响尾蛇細蛇毒中分离出来的PLA2可以与2-溴乙酰 -4-硝基苯酚作用,结果修饰了 PLA2中间的1个甲硫氨酸Metlo,当每摩尔PLA2单体 结合0. 75mol-硝基苯酚基团时,酶的活性仍然存在。马和牛胰脏PLA2以及猪胰脏 PLA2都只有一个甲硫氨酸Met8,对这些PLA2羧甲基化只能引起活性极小的降低,进行 长达22h修饰后,仍有65%的酶活存在。但当有8mol/L尿素存在时,猪胰脏PLA2失活 的速度要快得多。失活的酶对微粒或单体形式的底物都无作用。直接结合试验表明失活 PLA2不能和脂-水界面结合,但仍能和单体状态的底物类似物以及Ca2+结合,只不过 结合强度要弱而已。过去认为Met8是与识别底物有关的基团,但X射线衍射分析证明牛 胰脏PLA2Met8包埋在分子的内部,这说明上述判断很可能有误。

猪胰脏PLA2除厘《8以外在20位还有1Met2。,在没有尿素存在的温和条件下, Met2。就可以很快被羧甲基化,而在这样的条件下Met8几乎不被修饰。Met2。被修饰后, PLA2活性降低一半,对修饰的时间延长并没有使猪胰脏PLA2失活加剧,但对Met2。的羧 甲基化在增加,用甲基碘作为修饰剂时也有类似的情况。用修饰方法可以制备出S-羧甲 -Met2。猪胰脏PLA2S-甲基-Met2。猪胰脏PLA2。这2种修饰产物对单体状态底物的 水解活性没变,对单体状态底物、Ca2+g微粒状态的PLA2底物类似物的亲和力也不 变,但对底物单分子层的穿透能力大大降低。S-羧甲基-Met2。猪胰脏PLA2对卵黄的水解 能力只有原来的一半。综合各方面材料,现在认为Met2。和Met8可能是与底物结合有关的 基团。

(六) 赖氨酸

Viljoen(1977)以加蓬咝蝰蛇毒中的PLA2为材料,先用5'-磷酸吡哆 醛修饰,然后用氢硼化钠还原,结果酶的活性丧失。他认为LysPLA2的活性部位组成成 分。微粒状态的溶血卵磷脂可以阻止上述试剂对Lys的修饰,但Ca2+对此无影响。修饰作用 发生在4Lys上,每种被修饰的程度大约25 %。从修饰反应的一级动力学来看,修饰作用 不涉及其他基团,否则就会使动力学性质不是单一的一级反应。当每个PLA2分子和1 5'-磷酸吡哆醛分子结合后,酶的活性即消失,因此普遍认为修饰作用在活性部位进行。

可以先对PLA2吡哆醛化,然后用3H-标记的氢硼化钠还原来制备放射性的卩-银环蛇毒 素,制备后的卩-银环蛇毒素活性没有变化,但对神经组织结合的解离常数增加10倍左右。

(七) 羧基

Zhelkovskii等(1978)N-重氮乙酰基-N'-(2,4-二硝基苯基)-亚乙基二酰胺(DBE) 修饰iVajan. oriana蛇毒中的PLA2,修饰反应体系中有Ca2+存在。当每个以二聚体存 在的PLA2分子中1个羧基被修饰后,酶对L-丁脂酰卵磷脂(L-diC4PC)的水解作用完 全消失。二氨基吖陡是PLA2的一种竞争性抑制剂,这种抑制剂和Ca2+都不能阻止上 述修饰作用。修饰后用氢硼化钠还原并对修饰产物分析,发现修饰作用具有选择 性。

为了获得关于活性部位以及和Ca2+结合部位是否有羧基的知识,Fleer (1981)用水 溶性的修饰剂1-乙基-3-(NN-二甲基)氨基丙基碳化二亚胺(EDC)和氨基脲作为修饰剂 对牛胰脏PLA2的羧基进行修饰,结果发现除八印99Asp39不被修饰外,其他的羧基都可 以被修饰,修饰后产物失去酶的活性,也失去结合Ca2+的能力。在有Ca2+存在下,除Asp39 Asp99不被作用外,Asp49也不被修饰。Asp49不被修饰的蛋白质仍具有酶的活性,也能结 Ca2+。这样看来Asp49是结合Ca2+的基团,这种结论和用X射线对牛胰脏PLA2的分析 结果相符合。从pH对牛胰脏PLA2结合Ca2+的影响来看,pKa5. 25,这一数据和Asp49 Ca2+结合有关这一假设相符合。

(八) 精氨酸

VenselKantr0witZ(1980)用苯甲酰甲醛为修饰剂,证明猪胰脏PLA2活性部位中 1个精氨酸残基。用该修饰剂时,大约每分子PLA21Arg被修饰,但这种数量上 的关系不明显,酶活性降低的程度好像也不与修饰Arg数量的多少绝对相关。Ca2+不能 阻止修饰作用,但以微粒状态存在的化合物n-烷基磷酯酰胆碱则有阻止作用。当pH

6. 5升高到9. 5时,酶被修饰的速度加快,但上述底物类似物阻止修饰的效率下降。已知 苯甲酰甲醛有转氨作用,反应甚至比修饰Arg还快。自由氨基的存在对酶与底物结合及 酶活是很重要的,上述修饰作用的结果到底由转氨引起还是由对Arg修饰引起是应该搞 清楚的。VerSel(1980)极力证明失活作用确实由修饰Arg引起,但仍然有反对意见。2,3- 二丁二酮和1,2-环己二酮对精氨酸的修饰比苯甲酰甲醛更专一,这2种物质即使在较大 浓度下也只能引起酶活性较小的降低。Verheij(1981)发现,苯甲酰甲醛既有修饰Arg 作用,也有转氨作用,修饰Arg的数量依苯甲酰甲醛的浓度大小而定。如果苯甲酰甲醛的 浓度低于Vensel(1980)所用的浓度,可以使猪胰脏PLA2失活。失活的PLA2CNBr 解敏感。CNBr裂解后,PLA21^-端少了一个8,对除去8肽的PLA2进行氨基酸分析 发现,Args减少80%Alai几乎全部消失。把猪胰脏经e-脒化的PLA2的氨基先保护起 来,然后进行修饰,最后把保护基团除去,结果发现修饰后产物仍有很大的活性,Fleer 14C标记的12-环己烷二酮在硼酸盐存在下修饰猪胰脏PLA2Arg,尽管有些PLA2 发生转氨反应,但仍然能分离出只在Args位上发生修饰反应的PLA2。对这种PLA2的研 究发现,它对单体或微粒状态底物反应的以及和Ca2+的结合特性没有变化,和未修 饰前相比,它对微粒状态底物类似物的亲和力增大了,对卵磷脂单分子层的穿透能力也加 强了。

(九) 氨基

Cu2+存在下,二羟己酸可以使蛋白质中的氨基发生特异的转氨作用。在这种物质作用下,猪和马胰脏PLA2都会很快失活,而牛胰脏PLA2却稳定得多。Ca2+和单体状 态的PLA2底物类似物对修饰无影响,但以微粒状态存在的底物类似物却能有效地阻止 上述修饰剂对猪胰脏PLA2的修饰。为了弄清修饰反应的特异性,使用缺乏氨基的猪胰 PLA2前体为修饰对象,以PLA2为对照做平行实验,结果发现当PLA2活性丧失80% 时,对PLA2前体有15%潜在的活性丧失。由于前体中无a-氨基,所以这种失活是由副反 应引起的,延长反应时间可以加剧前体潜在活力的丧失。由于二羟己酸与精氨酸修饰剂 («、|3二酮)的结构相似,所以不能排除Arg也被修饰的可能性,特别是C-端肽段中的Arg 有可能被修饰,因而阻止了酶原的正常激活作用。对Arg的修饰确实是使前体变质的原 因,被修饰后的产物在PH8. 0条件下贮存能部分恢复潜在活性,而这一条件是有利于 Arg苯甲酰甲醛连接键断裂的。

当在8mol/L尿素或6mol/L盐酸胍存在下,转氨作用会很快使牛、猪和马的PLA2 30min60min内完全失活,而用同样的条件处理猪胰脏PLA2前体时,前体会被激活成 PLA2,这种PLA2f再需要进一步激活。

转氨后的猪胰脏PLA2通过离子交换层析可以被分离出来,和未处理的PLA2相比, 只是a-氨基变成了酮基。这种转氨后的PLA2由于对微粒状态底物的结合能力下降,所以 对这种形式的底物水解活性很小,但仍能分解单体形式的底物。从这一点来看转氨后的 PLA2和原来的PLA2前体相似(在水解底物方面),实际上NMR光谱以及X射线分析都 证明转氨后的牛胰脏PLA2具有其前体相似的结构。

和胰脏PLA2相似,从西部菱斑响尾蛇.极北蝰和黑

唇眼镜蛇蛇毒中分离的PLA2在四乙基化尿^存在下与二羟己酸作 用很快就失活,把修饰后的PLA2分离出来测定其性质,结果发现它们对微粒状态的底物 没有作用,但能部分地水解以单体状态存在的底物。转氨后的蛇毒PLA2对脂-水界面的 亲和力比原来下降510倍,但仍比转氨后的猪胰脏PLA2亲和能力大得多。猪胰脏 PLA2转氨后亲和力小可能与它的N-端正区域有关,而蛇毒PLA2转氨后亲和力仍很高 可能与分子中另外一个疏水区域有关。


 
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