谷胱甘肽还原酶变成trypanothione还原酶:结构分析设计的底物特异性的变化。
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斯托尔VS,辛普森SJ, Krauth-Siegel RL,沃尔什CT, Pai EF
谷胱甘肽还原酶变成trypanothione还原酶:结构分析设计的底物特异性的变化。
生物化学。1997年5月27日,36 (21):6437 - 47。
- PubMed ID
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9174360 (在PubMed]
- 文摘
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锥虫属和利什曼虫,病原体负责非洲昏睡病等疾病,恰加斯氏心脏病或东方痛,两个为数不多的属不使用无处不在的谷胱甘肽/谷胱甘肽还原酶系统来保持一个稳定的细胞氧化还原平衡。相反,他们依靠trypanothione和trypanothione还原酶保护他们免受氧化应激。Trypanothione还原酶(TR)和相应的主机酶,人类红细胞谷胱甘肽还原酶(GR),属于同一黄素蛋白家族。尽管他们密切相关的三维结构,尽管他们自然基质分享共同的谷胱甘肽结构核心,这两种酶是相互排斥的对二硫化基质。这使得寄生虫酶antitrypanosomal药物设计的一个潜在的目标。而大量的GR复合物结构数据可用,TR-ligand交互信息非常有限。当两个氨基酸的变化Ala34Glu和Arg37Trp引入人类GR,由此产生的突变体酶(GRTR)喜欢trypanothione 700倍原来的底物,有效GR转换为TR(布拉德利,M。buchele,。与沃尔什,c . t . 30(1991)生物化学,6124 - 6127]。GRTR的晶体结构被确定为2.3一项决议和精制结晶R因子为20.9%。我们已经利用的配体复合物可以在GR晶体,产生一个属性扩展到同形GRTR晶体,产生了和分析了晶体GRTR与谷胱甘肽复合物,trypanothione, glutathionylspermidine和真正的催化中间,二硫化混合trypanothione和酶。 The corresponding molecular structures have been characterized at resolutions between 2.3 and 2.8 A with R factors ranging from 17.1 to 19.7%. The results indicate that the Ala34Glu mutation causes steric hindrance leading to a large displacement of the side chain of Arg347. This movement combined with the change in charge introduced by the mutations modifies the binding cavity, forcing glutathione to adopt a nonproductive binding mode and permitting trypanothione and to a certain degree also the weak substrate glutathionylspermidine to assume a productive mode.