抑制剂与人碳酸酐酶I和II结合时电荷辨别的结构分析。
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Srivastava DK, Jude KM, Banerjee AL, Haldar M, Manokaran S, Kooren J, Mallik S, Christianson DW
抑制剂与人碳酸酐酶I和II结合时电荷辨别的结构分析。
化学学报。2007年5月2日;129(17):5528-37。Epub 2007年4月4日
- PubMed ID
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17407288 (PubMed视图］
- 摘要
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尽管碳酸酐酶(CA)同工酶I和II的活性位点口袋相似，苯磺酰胺抑制剂与CA II的结合亲和力始终高于CA I。为了探索这种分子识别现象的结构基础，我们设计并合成了简单的苯磺酰胺抑制剂，在对位用正电荷、负电荷和中性官能团取代。我们已经确定了它们的酶配合物的亲和力和x射线晶体结构。副取代基被设计成在15a深层活性位点间隙的中部结合，在那里可能与酶残基和溶剂分子相互作用。我们发现，与CA II相比，CA I活性位点上的准取代带正电的氨基更不耐受。相反，在两种CA同工酶的活性位点上，副取代的带负电荷的羧酸取代基具有同样良好的耐受性。值得注意的是，通过酰胺化或酯化使带荷的抑制剂基团中和后，酶抑制剂的亲和性增加。这些结果为“双叉”CA抑制剂中连接苯磺酰胺基团和副取代尾基的短分子连接剂的设计提供了依据:最佳连接剂段应具有电子中性，但至少能够与蛋白质残基和/或溶剂进行一些氢键相互作用。微量量热数据表明，与抑制剂与CA II的结合相比，抑制剂与CA I的结合在焓上更不利，而在熵上更有利。这种不同的行为可能部分源于活性位点脱溶和抑制剂与每个同工酶活性位点结合的构象熵的差异。