推荐理由
γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳动物大脑和脊髓中的一种抑制性神经递质,有抗氧化、降血脂、抗炎等作用,可作为抗衰老的中和剂应用于化妆品和保健食品等行业。谷氨酸脱羧酶(GAD)是一种PLP依赖的酶,可以将谷氨酸脱羧生成GABA。研究发现,GAD系统可以通过消耗环境中的H+,并利用GadC将GABA运至细胞外,进而调节细胞内的pH。目前为止,已有多种来源的GAD的酶学性质及晶体结构被表征。其中,pH可能影响GAD的N端和C端的构象变化进而影响其催化活性。本研究中,作者通过表征来源植物乳杆菌的GAD(LPGAD),探究了LPGAD的C端在pH依赖活性中的作用。
主要观点1.通过native-PAGE电泳及凝胶层析电泳结果发现LPGAD的聚集状态为二聚体。(Fig.1)2.LPGAD最适反应条件为pH5.0/40℃,具有较高的热稳定性。与其他乳酸菌及E.coli来源的GAD相比,LPGAD具有较高的催化效率。(Table1)
3.通过同源建模分析发现,LPGAD在中性pH环境下,C-端残基占据了底物结合口袋,呈失活构象;在酸性pH环境下,蛋白构象发生变化,其中Val-Phe和C-端loop区远离底物结合口袋,呈活性构象。(Fig.4)
4.构建C-端突变体△3、△11(即截短C端9个或33个碱基)并对其酶学性质进行了分析发现,突变体在pH3.5-8.0之间均具有活性,而野生型(WT)在pH3.5-5.5之间具有活性。该结果表明,C-端loop区作为底物结合口袋的盖子区域控制底物谷氨酸的进入进而调节LPGAD的活性。(Fig.5)
5.通过比较突变体△11与野生型WT的动力学参数发现,在最适反应pH5.0下,突变体△11具有较高的活性,该结果进一步证明C-端loop区在pH调节LPGAD活力机制中发挥重要的作用。(Table2)
Fig.1.Purificationofthere