糖类组学与脂质组学杂志
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透明质酸合酶中聚集的保守半胱氨酸介导 Mg2+ 离子的协同激活和二价阳离子的严重抑制作用

Valarie L. Tlapak-Simmons、Andria P. Medina、Bruce A. Baggenstoss、Long Nguyen、Christina A. Baron 和 Paul H. Weigel

透明质酸合酶 (HAS) 使用 UDP-GlcUA 和 UDP-GlcNAc 来制造透明质酸 (HA)。马链球菌 HAS (SeHAS) 含有四个保守的半胱氨酸，聚集在膜附近，需要磷脂和 Mg2+ 才能发挥活性。膜结合酶或纯化酶的活性显示 Mg2+ 的 S 形饱和曲线，希尔系数为 2。为了评估 Cys 残基对于协同性是否重要，我们检查了具有各种 Cys-to-Ala 突变组合的突变体的 Mg2+ 依赖性。所有半胱氨酸突变体都失去了对 Mg2+ 的协同反应。在 Mg2+ 存在下，其他二价阳离子对 SeHAS 的抑制作用不同（Cu2+~Zn2+ >Co2+ >Ni2+ >Mn2+ >Ba2+ Sr2+ Ca2+）。一些二价金属离子可能通过 Mg2+-UDP-糖复合物的置换来抑制（例如 Ca2+、Sr2+ 和 Ba2+ 的表观 Ki 值为 2-5 mM）。相比之下，Zn2+ 和 Cu2+ 的抑制作用更有效（表观 Ki ≤ 0.2 mM）。与野生型相比，Cu2+（而非 Zn2+）对 Cys 缺失的 SeHAS 的抑制作用大大减弱。双半胱氨酸和三半胱氨酸突变体对 Zn2+ 或 Cu2+ 显示出不同的敏感性。野生型 SeHAS 可以在暴露于 Zn2+ 或 Cu2+ 之前生成 HA，从而免受抑制，这表明在持续作用的 HAâ- HAS 复合物中，金属离子接触敏感官能团受到阻碍。我们得出的结论是，簇状的 Cys 残基介导与 Mg2+ 的协同相互作用，并且过渡金属离子通过与这些 -SH 基团中的一个或多个相互作用，非常有效地抑制 SeHAS。双半胱氨酸和三半胱氨酸突变体对 Zn2+ 或 Cu2+ 显示出不同的敏感性。野生型 SeHAS 可以在暴露于 Zn2+ 或 Cu2+ 之前生成 HA，从而免受抑制，这表明在持续作用的 HAâ- HAS 复合物中，金属离子接触敏感官能团受到阻碍。我们得出的结论是，簇状的 Cys 残基介导与 Mg2+ 的协同相互作用，并且过渡金属离子通过与这些 -SH 基团中的一个或多个相互作用，非常有效地抑制 SeHAS。双半胱氨酸和三半胱氨酸突变体对 Zn2+ 或 Cu2+ 显示出不同的敏感性。野生型 SeHAS 可以在暴露于 Zn2+ 或 Cu2+ 之前生成 HA，从而免受抑制，这表明金属离子接触敏感官能团在持续作用的 HAâ— HAS 复合物中受到阻碍。我们得出的结论是，簇状的 Cys 残基介导与 Mg2+ 的协同相互作用，并且过渡金属离子通过与这些 -SH 基团中的一个或多个相互作用，非常有效地抑制 SeHAS。