人源細(xì)胞漿內(nèi)異檸檬酸脫氫酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究.pdf

1、異檸檬酸脫氫酶催化異檸檬酸的氧化脫羧反應(yīng)生成α-酮戊二酸。調(diào)節(jié)異檸檬酸脫氫酶的活性對(duì)它的生物功能的發(fā)揮有關(guān)鍵影響。細(xì)菌源的異檸檬酸脫氫酶采用一種底物和輔酶隨機(jī)結(jié)合的催化方式，并且它的活性調(diào)節(jié)是通過(guò)位于活性中心的一個(gè)絕對(duì)保守的絲氨酸的可逆磷酸化來(lái)完成的。而來(lái)源于真核生物的同工酶盡管擁有多種重要的生物功能，但它的催化方式和調(diào)節(jié)機(jī)制仍然不清楚。通過(guò)x射線(xiàn)晶體學(xué)的方法，我們解析出人源細(xì)胞漿內(nèi)異檸檬酸脫氫酶結(jié)合底物和輔酶不同組合的晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)

2、于這些結(jié)構(gòu)的分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)了與其生物功能相關(guān)的三種構(gòu)象狀態(tài)。這三種狀態(tài)無(wú)論在活性中心，還是在整體分子上都有著顯著的差別。一個(gè)位于活性中心的在所有已知的此類(lèi)酶的結(jié)構(gòu)中都呈現(xiàn)為Q螺旋的結(jié)構(gòu)單元，在開(kāi)放的、非活性的構(gòu)象狀態(tài)下，解旋為一個(gè)長(zhǎng)的無(wú)規(guī)卷曲；而在半張開(kāi)的、中間狀態(tài)的構(gòu)象下，呈現(xiàn)為部分解旋的α螺旋；最后，在閉合的，活性狀態(tài)下，又完全恢復(fù)成了α-螺旋。位于這個(gè)結(jié)構(gòu)單元上的279位的天冬氨酸的側(cè)鏈在非活性狀態(tài)下占據(jù)了底物異檸檬酸的結(jié)合

3、位點(diǎn)，并且和94位的絲氨酸(相當(dāng)于細(xì)菌中此酶的磷酸化位點(diǎn))形成了氫鍵；而在活性狀態(tài)下天冬氨酸的側(cè)鏈?zhǔn)侵苯踊蜷g接參與金屬離子鏊合的。由此我們提出了一套針對(duì)人的NADP依賴(lài)性異檸檬酸脫氫酶的全新的自身調(diào)節(jié)機(jī)制。這種機(jī)制通過(guò)模仿其細(xì)菌中的同工酶的可逆磷酸化來(lái)發(fā)揮作用，并且可以很好的解釋現(xiàn)有的生物學(xué)和生物化學(xué)數(shù)據(jù)。這些生化和結(jié)構(gòu)方面的數(shù)據(jù)不僅使我們可以清楚地探討這個(gè)酶對(duì)其底物和輔酶的結(jié)合方式以及特異性，還有助于我們了解它的催化機(jī)制和生物學(xué)意義。