효모 H51S 변이 알코올 탈수소효소의 특성

Abstract

효모 알코올 탈수소효소(Yeast alcohol dehydrogenase:YADH)의 His-51잔기를 serine으로 위치특이적으로 변이시켜 얻은 H51S YADH의 pH 의존성과 diethyl pyrocarbonate 처리에 의한 효소 활성의 감소 및 잔존 효소 활성의 pH 의존성을 실험한 결과는 다음과 같다. 1. H51S YADH Ⅰ으로 pH 5.5~10.0 영역에서 kinetic studies를 실시하였을 때 각각의 kinetic constant의 pH에 대한 의존성은 ◁표 삽입▷(원문을 참조하세요) 과 같았다. 이로부터 YADH Ⅰ의 활성부위에서 형성되는 proton-relay system에서 pKa 7 또는 8.8을 보이는 아미노산 잔기가 His-51일 가능성을 생각할 수 있었다. 2. H51S YADH Ⅰ와 wild-type YADH Ⅰ에 diethyl pyrocarbonate 처리를 하였을 때 wild-type에서는 ~7의 pKa 값을 보였고 H51S의 pKa 값은 8.5였다. 따라서 7부근의 pKa 값은 His-51에 의해서 나타남을 확인할 수 있었다. 이상의 두가지 결과로 부터 YADH Ⅰ 활성에 직접 관여하는 histidine 잔기가 두개 존재함을 알 수 있었고, pKa ~7은 His-51에 해당함을 확인하였고, pKa ~8.5는 active site에서 Zn에 ligation 되어 효소활성에 관여할 것으로 생각되는 His-67에 의한 값으로 추정되었다.; Histidine-51 (according to the 'E' type horse liver alcohol dehydrogenase amino acid sequence) in yeast alcohol dehydrogenase was mutated to serine by site-directed mutagenesis and the characteristics of kinetic constants of the mutant enzyme were compared to the native enzyme. The mutant enzyme showed a linear pH dependency of log V and log (V/K_(b)), and almost constant log K_(b) values. The changes of pH dependency in mutant enzyme suggest that His-51 plays as proton acceptor in proton-relay system of alcohol dehydrogenase reaction with pK_(a)≒7. The pH effects of diethyl pyrocarbonate modification on the inactivation of H5IS-mutant and H51 wild-type yeast alcohol dehydrogenase were compared to determine the pKas of histidine residues related to enzyme activity. The pKa around 7 could be assigned to histidine-51 and pKa about 8.5 to histidine-67, on the basis of the results.