蛇毒磷脂酶A2的结构

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。1^八2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链和屮银环蛇毒素的B链。对蛇毒中PLA2的二硫键配对情况没有做过太多的研究,

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(14000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?1^八2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链和屮银环蛇毒素的B链。有关PLA2&其同源蛋白的氨基酸顺序可参见Ver-heij等(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为材料进行的,经反复实验和多次修改确定这2种PLA2分子中都有7对二硫键。牛胰脏?1^八2前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,第11位和77位上没有半胱氨酸,而在50位和C-末端有半胱氨酸,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:第一类包括胰脏PLA2、海蛇毒和眼镜蛇毒中的PLA2;第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,VanSCharrenburg(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?1^八2的溶解性。经上述氧化后的酶和自然状态下的酶相同。Verheij等(1981)对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(His48、Asp99)、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,5个Gly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。X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LeU2、Trp3、LeUl9、Leu20、Leu31、Lys56、Leu58(Val-Leu-Cal65)、TyrS9、Thr7。。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Arg或Lys,但只有1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NotechisI-1,另一种是泰攀毒素的I链。NotechisI-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NotechisI-1与Elapid蛇毒PLA2结构相似,仅在30位上有一个氨基酸差别,正常

PLA2的30位是不变氨基酸Gly3。,而NotechisI-1的30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Notechis1-1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-端多出一个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在第55位和第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个氨基酸,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8.3〜8.9,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。他们从浙江蝮蛇毒中纯化出酸性、中性和碱性3种PLA2,分子量相近(约14000)。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3种PLA2的N-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

对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-溴苯甲酰甲溴(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对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〜结合,其次是(约10%)与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HI48是BPB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+是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BPB对PLA2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(Volwerk,1979)。

各种证据表明祕348是PLA2活性部位的组成成分。测定BPB修饰猪胰脏PLA2时pH的影响,发现祕348的pKa为6.2,牛胰脏PLA2His48的pKa为6.8,在相同条件下牛胰脏PLA2被BPB修饰的速度是猪胰脏PLA2的10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。

用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,它们与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活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被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1个His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BPB对7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。对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Crotoxin的B亚基例外,即使在25mmol/L浓度下,Ca2+也不起作用。与胰脏PLA2相似,Notexin和P-Bugarotoxin被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

用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1印31和NBS修饰的色氨酸可能不同(Heinrikson,1977)。Viljoen等(1976)用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31是PLA2的活性部位组成成分,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的Trp31被NPS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4种PLA2,其中有3种PLA2第70位上无Trp,这3种PLA2的活性比另一种PLA2的活性低。Yoshida以第70位上有Trp的PLA2为材料,用NBS对Trp7。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3种PLA2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Trp的PLA2相似。Howard和Tmag(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。Howard和Truag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3个Trp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-溴乙酰胺-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对-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的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PLA2的Met8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1个Met2。,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-羧甲基-Met2。猪胰脏PLA2和S-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+以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Lys是PLA2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4个Lys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个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)用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-(N,N-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99或Asp39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和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,也能结合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,pKa为5.25,这一数据和Asp49与Ca2+结合有关这一假设相符合。

(八)精氨酸

Vensel和Kantr0witZ(1980)用苯甲酰甲醛为修饰剂,证明猪胰脏PLA2活性部位中有1个精氨酸残基。用该修饰剂时,大约每分子PLA2有1个Arg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从

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的作用,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PLA2对CNBr裂解敏感。CNBr裂解后,PLA2在1^-端少了一个8肽,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用14C标记的1,2-环己烷二酮在硼酸盐存在下修饰猪胰脏PLA2的Arg,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

在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脏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在30min〜60min内完全失活,而用同样的条件处理猪胰脏PLA2前体时,前体会被激活成为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5倍〜10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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