一、一級結構
從哺乳動物胰臟、蜂毒和蛇毒中提取的pla2性質相似,都具有對熱和變性劑穩定、 耐酸、酶活性依賴于Ca2+和分子量小的特點。由于上述性質,人們推測它們的結構也相 似。這類分子的分子量都不大(14 000左右),且為一條肽鏈,這使人們很容易測定其氨基 酸的順序。目前已經成功地對30多種?1^八2的一級結構進行了測定。除此之外還對與PLA2有同源關系的蛋白或亞基進行了測定,它們多為突觸前神經毒素或其中的亞基,例 如泰攀毒素的7鏈和屮銀環蛇毒 素的B鏈。有關PLA2&其同源 蛋白的氨基酸順序可參見Ver- heij等(1981)的綜述文章。
對各種PLA2的氨基酸順序 比較可以清楚地看出,它們是一 類同源的分子,可能來自同一個 祖先基因。有關PLA2中二硫鍵 的測定是以牛或豬胰臟PLA2為 材料進行的,經反復實驗和多次 修改確定這2種PLA2分子中都 有7對二硫鍵。牛胰臟?1^八2前 體的二硫鍵配對情況如圖3-15-4 所示。對蛇毒中PLA2的二硫鍵 配對情況沒有做過太多的研究,
是通過與牛胰PLA2的比較和推 測來確定的。從氨基酸順序來看,
眼鏡蛇毒和海蛇毒中PLA2的半 胱氨酸位置和哺乳動物胰臟 PLA2中的半胱氨酸位置相似,推測它們之間的二硫鍵配對相 同。對于響尾蛇毒和蝰蛇毒中 PLA2而言,第11位和77位上沒 有半胱氨酸,而在50位和C-末 端有半胱氨酸,這2個半胱氨酸 可能形成二硫鍵。Heinrikson(1977)早期在他的著作里把PLA2分成兩類:第一類包括胰臟PLA2、海蛇毒和眼鏡蛇毒 中的PLA2;第二類包括響尾蛇毒和蝰蛇毒中的PLA2。隨著更多的蛋白質順序被測出,發 現二硫鍵的位置排列有例外情況。例如卩-銀環蛇毒素的B鏈與從蛇毒中分離出的PLA2都沒有CySll-Cys77這對二硫鍵,這2種蛋白都來自眼鏡蛇類蛇毒。
PLA2中眾多的二硫鍵使其性質穩定。二硫鍵的正確配對是酶具有活性所必需的。如 果用還原的方法把二硫鍵全部打開,那么酶的活性就會消失。在對還原后的PLA2氧化使 其結構恢復過程中,如條件不當,僅能使部分的活性得到恢復,有時甚至完全不能恢復。用 豬胰臟PLA2做材料,Van SCharrenburg(1980)發現,在對還原后的PLA2重新氧化時, 如沒有蘇糖醇存在,只有35%的酶活得到恢復。作者認為相對低的恢復率是由于二硫鍵 錯誤配對引起的。如果在半胱氨酸和0. 9mol/L鹽酸胍的存在下進行氧化,氧化則有90% ?95%的酶活性恢復。鹽酸胍的作用是增加被還原狀態?1^八2的溶解性。經上述氧化后的 酶和自然狀態下的酶相同。Verheij等(1981)對29種不同來源PLA2的一級結構的差異 進行了計算,發現它們的氨基酸順序平均相差50%,這一數據表明各種PLA2有極大的同 源性。其中Hydrophis類蛇毒的PLA2和澳大利亞虎蛇屬類蛇毒PLA2的相似 性更大。唾蛇和非洲眼鏡蛇在分類上相差較大,這和它們的PLA2順序相差較大相符合。從PLA2順序來看,眼鏡蛇(C0h)蛇毒PLA2和哺 乳動物胰臟PLA2相似,而與蝰蛇毒的PLA2相差較大。很顯然眼鏡蛇和哺乳動物的 PLA2從祖先蛋白開始都只是經歷了有限的突變進化,而且二者在進化過程中是平行的。
比較PLA2的氨基酸順序還發現,在PLA2中有32個氨基酸是絕對不變的,29個氨 基酸可以被性質相似的(分子大小、電荷或疏水性)其他氨基酸代替。如果僅把胰臟pla2 與眼鏡蛇PLA2相比較,則保守氨基酸有36個,可以被相似氨基酸代替的氨基酸高達45 個。保守氨基酸包括起著催化作用的殘基(His48、Asp99)、結合輔因子Ca2+的殘基(Asp49) 或者具有重要的結構功能的殘基(如所有的Cys,5個Gly殘基)。
PLA2與底物結合是疏水性質的分子作用,不管底物是以分子單體形式還是以聚合 的微粒形式。對PLA2活性部位周圍基團的分析有利于弄清PLA2與底物結合的機制。X 射線分析證明牛胰臟PLA2的活性部位周圍有幾個疏水的側鏈。這些疏水側鏈不是包埋 在分子的內部,而是和外界環境接觸,這樣在PLA2分子表面形成了一個可供與脂類底物 結合的疏水區域。對牛胰臟PLA2而言,這個區域的氨基酸側鏈為LeU2、Trp3、LeUl9、 Leu20、Leu31、Lys56、Leu58(Val-Leu-Cal65)、TyrS9、Thr7。。在其他 PLA2 分子中,這些側鏈高 度可變,但一些主要的疏水側鏈是不變的。這個疏水區域含有多個Arg或Lys,但只有1 個帶負電荷的側鏈基團,凈電荷為正,這說明與底物結合不但要有疏水區域,而且正電荷 對結合作用也是十分有利的。對于蛇毒PLA2而言,這種與底物結合相關的疏水區與胰臟 PLA2相似。由于疏水區的側鏈數在10個以上,可以設想個別側鏈發生突變不會影響結 合作用的本質,只能影響結合作用的強弱。
有兩種蛋白具有PLA2結構而無PLA2活性。一種是Notechis I -1,另一種是泰攀毒 素的I鏈。Notechis I -1有結合Ca2+的作用,也能和PLA2的不可逆抑制劑結合。在結 構上Notechis I -1與Elapid蛇毒PLA2結構相似,僅在30位上有一個氨基酸差別,正常
PLA2的30位是不變氨基酸Gly3。,而Notechis I -1的30位是絲氨酸。這一突變的部位 可能和Ca2+的結合有關,因而可以設想,盡管突變沒有改變對Ca2+的親和性,但結合的部 位可能發生了變化,與正常PLA2的結合部位不同。這種差異可能是導致Notechis 1-1 無酶活性的原因。和PLA2相比,泰攀毒素的7-鏈在結構上有幾個突出的特點:①在N-端 多出一個8肽,這和胰臟PLA2的前體N-端相似;②假如15位和19位的半胱氨酸形成二 硫鍵,那么在該分子活性部位的前面有一個附加環,這一環在正常PLA2是沒有的;③該 蛋白鏈的31位為Pro,而正常PLA231位不是Pro,31位柯近這段肽對Ca2+的結合有重 要作用;④在第55位和第68位之間無缺失;⑤有一個多糖鏈結合在Asn7。上,而ASn7。正 好處在活性中心的前面。
胰臟PLA2的前體不能水解以微粒狀態存在的底物,但能有效地分解以單分子狀態 存在的底物。這種差異是由于前體在N-端多了幾個氨基酸殘基。有人報道這段肽含3個 氨基酸,也有人報道含有5個氨基酸,還有人報道含有7個氨基酸。但無論那種情況這段 肽的C-端都是精氨酸。
早在1972年就有人提出PLA2中的a-氨基在分子內部形成鹽鍵,對活性部位的空間 結構起到穩定作用。經測定,氨基的PK值為8. 3?8. 9,這與假設相符。如果用其他氨基 酸取代Ala,,酶的活性會大大下降,這從另一方面說明維持這種鹽鍵的重要性。X射線衍 射證明Ala,確實包埋在分子的內部。其中的a-氨基通過水分子與Asp99形成鹽鍵。
我國對PLA2結構的研究起步較晚,主要工作由陳遠聰等人完成。他們從浙江蝮蛇毒 中純化出酸性、中性和堿性3種PLA2,分子量相近(約14 000)。中性PLA2是突觸前神經 毒素,酸性PLA2是血小板聚集抑制劑,堿性PLA2有極強的溶血活性。在完成了酸性 PLA2的全部氨基酸順序和中性PLA2、堿性PLA2的化端部分順序測定后,他們發現這3 種PLA2的N-端順序非常相似,只有少數氨基酸殘基有變換,可能C-端的差別較大。關于 它們的空間結構以及結構與功能的關系還有待于進一步研究。
二、化學修飾對活性的影響
對PLA2的化學修飾研究已經進行了 20多年,化學修飾的主要目的是弄清酶的活性 部位,從而為徹底弄清酶的催化機制打下基礎。一般地說,如某種殘基被修飾后酶失去 活性,那么這種殘基被定義為必需基團,它是活性部位的組成成分。如經修飾后僅僅使 酶的活性部分下降,或者僅使結合某種底物的特性改變,這種被修飾的基因可能僅是較 重要而已,談不上是必需基團。在測定PLA2活性時,用以單分子狀態存在的磷脂為底物, 一方面是因為以這種形式為底物時,PLA2只要有活性就能測定出來,反應了它水解底物 的活性大小;另一方面是如用微粒狀態的磷脂為底物,會出現這樣的情況:即某種修飾 劑作用于PLA2某種特殊殘基后,這個殘基盡管不是活性中心的組成成分,也會導致酶活 的全部喪失。這種修飾作用把PLA2轉變成和前體相似的物質,雖然對微粒狀態的底物無 活性,而對單分子狀態的底物仍有分解作用。這種現象可能是由于修飾作用影響了 pla2 中與微粒狀態底物結合的部位的性質,使之不能與底物結合,而不是修飾了分解底物的 活性中心。
(一) 絲氨酸
各種有機磷化合物如DFP都不能抑制PLA2的活性,這說明活性部位沒有絲氨酸存 在。過去有人考慮到PLA2的活性部位含有較多的疏水氨基酸,所以改用疏水性較大的絲 氨酸修飾劑進行修飾。但以乳化形式或以變性劑混合成微粒形式的上述修飾劑都不能使 豬胰臟PLA2失活。現在普遍認為絲氨酸不是PLA2活性部位的組成成分。這和以牛胰臟 PLA2為材料進行的X射線分析結果相符,X射線分析發現牛胰臟PLA2的活性部位無 絲氨酸。曾有人報道DFP可以抑制從蛇毒中分離的PLA2的活性,這種抑 制作用可能不是作用于絲氨酸殘基所致。
(二) 巰基
由于PLA2中的半胱氨酸都形成了二硫鍵,故一般認為PLA2的活性部位沒有巰基。 過去曾有人報道某些巰基修飾試劑可以改變pla2活性,這可能是由于這些修飾劑與巰 基以外的基團作用的結果。
(三) 組氨酸
1966年就有人估計組氨酸可能是PLA2的活性部位組成成分。以后用對-溴苯甲酰甲 溴(BPB)作修飾劑證明了這一點。更詳細的研究發現,豬胰臟PLA2和它的前體PLAZ對 BPB反應的動力學相似,說明這2種蛋白質被修飾的是同一種殘基。當修飾作用使酶活 性下降到原活性5%以下時,氨基酸分析結巣表明1分子pla2減少了 1個組氨酸,用 PLA2前體作試驗也有相似的結果。分析還表明,用BPB做修飾劑時,它主要與紐?結 合,其次是(約10%)與His115結合。用沒有His115的馬胰臟PLA2為材料,發現BPB只能與 His48結合,說明HI48是BPB最易修飾的組氨酸殘基。經修飾后PLA2對任何狀態的底物 都無催化作用。
Ca2+是PLA2絕對需要的輔助因子,無論PLA2還是它的前體都需要與Ca2+結合。 Ca2+能夠阻止BPB對PLA2的修飾作用,但Mg2+對此無影響。除了 Ca2+外,PLA2的競爭 性抑制劑(D型卵磷脂)、PLA2的水解產物(溶血卵磷脂和脂肪酸)以及不可分解的磷脂 類似物都能阻止BPB的修飾作用,特別是Ca2+和單體狀態的D型卵磷脂同時存在時,阻 止作用更強。上述阻止物除Ca2+外,濃度都必須在各自的能形成微粒的臨界濃度以下,否 則有時會加強BPB的修飾作用。這說明PLA2可能和上述分子狀態底物形成了復合物, 這種復合物對BPB穩定。PLA2和聚集狀態的物質很難形成復合物,這可能是在該條件下 BPB仍能起修飾作用的原因。
PLA2和它的前體對修飾劑BPB的反應相似,都能被某些物質和Ca2+保護。從這些 情況來看,PLA2的活性部位在前體形式就已經存在,酶原形式PLA2也能水解單體狀態 底物進一步說明了這個問題。各方面的證據還說明PLA2比前體多了 1個與脂-水界面結 合的部位,由于這種原因,前體PLA2不能水解聚合狀態的底物(Volwerk,1979)。
各種證據表明祕348是PLA2活性部位的組成成分。測定BPB修飾豬胰臟PLA2時pH 的影響,發現祕348的pKa為6. 2,牛胰臟PLA2 His48的pKa為6. 8,在相同條件下牛胰臟 PLA2被BPB修飾的速度是豬胰臟PLA2的10倍。PLA2被修飾時,單體狀態的底物類似 物可以阻止修飾反應,PLA2對它們的親和力與其中的脂酰基長度有關,一般地說脂酰基 長,親和力大。這些證據說明His48可能處在疏水區域,BPB也是疏水性修飾劑,His48所處的
環境有利于BPB的修飾作用。在很多情況下修飾作用使酶失去了水解底物的能力,但對某 些底物的結合作用仍存在,這說明PLA2和底物結合的部位與活性部位是有區別的。
用BPB修飾蛇毒PLA2和突觸前神經毒素的工作起步較晚。與胰臟PLA2相似,它們 與BPB作用時也有一個組氨酸被修飾。對突觸前神經毒素修飾后,這些毒素的PLA2活 性和神經毒性全部消失,這說明完整的活性部位是維持這二種活性的前提。Crotoxin含有 1個酸性A亞基和一個具有PLA2活性的堿性B亞基,完整的Crotoxin不與BPB作用, PLA2活性和神經毒性也不受影響。如B亞基單獨與BPB作用,則自身的PLA2活性和神 經毒性都喪失,但仍然能像修飾前那樣與A亞基結合。分析發現B亞基中的一個His被 BPB修飾。Crotoxin不被修飾可能因為A亞基對B亞基的活性部位有保護作用。Taipox- in毒素有3個亞基,其中a、卩亞基和PLAZ同源,而7亞基和豬胰臟PLA2前體同源。a、(3 亞基和BPB反應都有1個His被修飾,但7亞基不被修飾。在7亞基的活性部位有1個糖 鏈,可能這個糖鏈阻止了 BPB對7亞基的修飾作用。由于用BPB修飾后Tapoxin毒性大 大降低而抗原性仍存在,所以在實驗室中常利用這個特性制備Taipoxin的髙效價抗體。 對BPB修飾的組氨酸位置分析表明,絕大多數也發生在His48位置。
Ca2+也能阻止BPB對絕大多數蛇毒PLA2的修飾,但Crotoxin的B亞基例外,即使 在25mmol/L濃度下,Ca2+也不起作用。與胰臟PLA2相似,Notexin和P-Bugarotoxin被 BPB修飾后失去了對Ca2+的結合能力,但印度眼鏡蛇、黑頸眼鏡蛇和唾蛇蛇毒中PLA2經修飾后活性雖然喪失,但 結合Ca2+的能力仍然存在。PLA2底物類似物有些能阻止BPB對蛇毒PLA2的修飾,有些 不能,從目前情況來看,還不能得出普遍性結論。
(四)色氨酸
用N-溴代琥珀酰亞胺(NBS)修飾東部菱斑響尾蛇蛇毒PLA2發現,每個二聚體形式的PLA2分子有2個色氨酸殘基被修飾,修飾作用導致PLA2的失 活和其他光譜特性方面的變化。盡管在修飾過程中PLA2有可能發生解聚,但修飾后的產 物仍是二聚體。用2-羥基-5-硝基芐基溴(HNB)修飾東部菱斑響尾蛇
蛇毒PLA2時,每個分子的二聚體PLA2也有2個色氨酸被修飾,不過修飾后 活性仍然存在,光譜方面的特性也沒變。由于每個PLA2單體有3個色氨酸,所以1印31和 NBS修飾的色氨酸可能不同(Heinrikson,1977)。Viljoen等(1976)用NBS修飾加蓬咝蝰蛇毒中的PLA2,他們發現酶活的喪失與Trp31被修飾有關。Ca2+和十六脂 酰膽堿(diC16PC)幾乎不能對抗NBS的修飾作用,但以微粒狀態存在的溶血卵磷脂,特別 在有Ca2+存在時,確實能夠阻止對Trp31的修飾。雖然Viljoen曾經認為丁印31是PLA2的 活性部位組成成分,但以后他又解釋說Trp31可能與底物結合有關,這一解釋和大多數 PLA2Trp31部位的氨基酸可變相符合。在其他許多PLA2中, 第31位不是色氨酸而是其他 氨基酸。從加蓬咝蝰蛇毒中分離出的PLA2可以被鄰-硝基苯磺酰氯 (NPS)修飾,修飾作用主要集中在Trp7。殘基上,活性沒有改變。如果條件劇烈些可以進一 步引起Trp31被修飾,活性也相應地有些下降。經過NBS修飾后的PLA2還可以被NPS 修飾。豬胰臟PLA2 的Trp31被NPS修飾后,如用以微粒狀態的底物辛脂酰卵磷脂測試, 活性沒有變化;但如用卵黃為底物,則活性只有原來的一半。
從半環扁尾蛇蛇毒中可以分離出4種PLA2,其中有3種 PLA2 第70位上無Trp,這3種PLA2的活性比另一種PLA2的活性低。Yoshida以 第70 位上有Trp的PLA2為材料,用NBS對Trp7。進行修飾,發現修飾后PLA2酶活有較大程 度的下降,修飾后產物的活性和前3種PLA2相似。有趣的是修飾后產物水解底物的動力 學也發生了變化,與70位沒有Trp的PLA2相似。Howard和Tmag(1977)報道用NBS 修飾卜銀環蛇毒素后,產物的神經毒性和PLA2活性均消失。Howard和Truag都可以對 印度眼鏡蛇(iV. na知蛇毒中的PLA2進行修飾,修飾的殘基仍是Trp,修飾后酶的 活性絕大部分都有較大的下降。這些PLA2分子中有3個分子的Trp殘基,現在還不知道 是否對這3個Trp都有修飾作用。這種修飾可能通過改變PLA2對底物的結合作用而使 酶失活。
(五) 甲硫氨酸
從東部菱斑響尾蛇細蛇毒中分離出來的PLA2可以與2-溴乙酰 胺-4-硝基苯酚作用,結果修飾了 PLA2中間的1個甲硫氨酸Metlo,當每摩爾PLA2單體 結合0. 75mol對-硝基苯酚基團時,酶的活性仍然存在。馬和牛胰臟PLA2以及豬胰臟 PLA2都只有一個甲硫氨酸Met8,對這些PLA2羧甲基化只能引起活性極小的降低,進行 長達22h修飾后,仍有65%的酶活存在。但當有8mol/L尿素存在時,豬胰臟PLA2失活 的速度要快得多。失活的酶對微粒或單體形式的底物都無作用。直接結合試驗表明失活 的PLA2不能和脂-水界面結合,但仍能和單體狀態的底物類似物以及Ca2+結合,只不過 結合強度要弱而已。過去認為Met8是與識別底物有關的基團,但X射線衍射分析證明牛 胰臟PLA2的Met8包埋在分子的內部,這說明上述判斷很可能有誤。
豬胰臟PLA2除厘《8以外在20位還有1個Met2。,在沒有尿素存在的溫和條件下, Met2。就可以很快被羧甲基化,而在這樣的條件下Met8幾乎不被修飾。Met2。被修飾后, PLA2活性降低一半,對修飾的時間延長并沒有使豬胰臟PLA2失活加劇,但對Met2。的羧 甲基化在增加,用甲基碘作為修飾劑時也有類似的情況。用修飾方法可以制備出S-羧甲 基-Met2。豬胰臟PLA2和S-甲基-Met2。豬胰臟PLA2。這2種修飾產物對單體狀態底物的 水解活性沒變,對單體狀態底物、Ca2+以g微粒狀態的PLA2底物類似物的親和力也不 變,但對底物單分子層的穿透能力大大降低。S-羧甲基-Met2。豬胰臟PLA2對卵黃的水解 能力只有原來的一半。綜合各方面材料,現在認為Met2。和Met8可能是與底物結合有關的 基團。
(六) 賴氨酸
Viljoen(1977)以加蓬咝蝰蛇毒中的PLA2為材料,先用5'-磷酸吡哆 醛修飾,然后用氫硼化鈉還原,結果酶的活性喪失。他認為Lys是PLA2的活性部位組成成 分。微粒狀態的溶血卵磷脂可以阻止上述試劑對Lys的修飾,但Ca2+對此無影響。修飾作用 發生在4個Lys上,每種被修飾的程度大約25 %。從修飾反應的一級動力學來看,修飾作用 不涉及其他基團,否則就會使動力學性質不是單一的一級反應。當每個PLA2分子和1個 5'-磷酸吡哆醛分子結合后,酶的活性即消失,因此普遍認為修飾作用在活性部位進行。
可以先對PLA2吡哆醛化,然后用3H-標記的氫硼化鈉還原來制備放射性的卩-銀環蛇毒 素,制備后的卩-銀環蛇毒素活性沒有變化,但對神經組織結合的解離常數增加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)-亞乙基二酰胺(DBE) 修飾iVajan. oriana蛇毒中的PLA2,修飾反應體系中有Ca2+存在。當每個以二聚體存 在的PLA2分子中1個羧基被修飾后,酶對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的一種競爭性抑制劑,這種抑制劑和Ca2+都不能阻止上 述修飾作用。修飾后用氫硼化鈉還原并對修飾產物分析,發現修飾作用具有選擇 性。
為了獲得關于活性部位以及和Ca2+結合部位是否有羧基的知識,Fleer (1981)用水 溶性的修飾劑1-乙基-3-(N,N-二甲基)氨基丙基碳化二亞胺(EDC)和氨基脲作為修飾劑 對牛胰臟PLA2的羧基進行修飾,結果發現除八印99或Asp39不被修飾外,其他的羧基都可 以被修飾,修飾后產物失去酶的活性,也失去結合Ca2+的能力。在有Ca2+存在下,除Asp39 和Asp99不被作用外,Asp49也不被修飾。Asp49不被修飾的蛋白質仍具有酶的活性,也能結 合Ca2+。這樣看來Asp49是結合Ca2+的基團,這種結論和用X射線對牛胰臟PLA2的分析 結果相符合。從pH對牛胰臟PLA2結合Ca2+的影響來看,pKa為5. 25,這一數據和Asp49 與Ca2+結合有關這一假設相符合。
(八) 精氨酸
Vensel和Kantr0witZ(1980)用苯甲酰甲醛為修飾劑,證明豬胰臟PLA2活性部位中 有1個精氨酸殘基。用該修飾劑時,大約每分子PLA2有1個Arg被修飾,但這種數量上 的關系不明顯,酶活性降低的程度好像也不與修飾Arg數量的多少絕對相關。Ca2+不能 阻止修飾作用,但以微粒狀態存在的化合物n-烷基磷酯酰膽堿則有阻止作用。當pH從
6. 5升高到9. 5時,酶被修飾的速度加快,但上述底物類似物阻止修飾的效率下降。已知 苯甲酰甲醛有轉氨作用,反應甚至比修飾Arg還快。自由氨基的存在對酶與底物結合及 酶活是很重要的,上述修飾作用的結果到底由轉氨引起還是由對Arg修飾引起是應該搞 清楚的。VerSel(1980)極力證明失活作用確實由修飾Arg引起,但仍然有反對意見。2,3- 二丁二酮和1,2-環己二酮對精氨酸的修飾比苯甲酰甲醛更專一,這2種物質即使在較大 濃度下也只能引起酶活性較小的降低。Verheij(1981)發現,苯甲酰甲醛既有修飾Arg的 作用,也有轉氨作用,修飾Arg的數量依苯甲酰甲醛的濃度大小而定。如果苯甲酰甲醛的 濃度低于Vensel(1980)所用的濃度,可以使豬胰臟PLA2失活。失活的PLA2對CNBr裂 解敏感。CNBr裂解后,PLA2在1^-端少了一個8肽,對除去8肽的PLA2進行氨基酸分析 發現,Args減少80%,Alai幾乎全部消失。把豬胰臟經e-脒化的PLA2的氨基先保護起 來,然后進行修飾,最后把保護基團除去,結果發現修飾后產物仍有很大的活性,Fleer 用14C標記的1,2-環己烷二酮在硼酸鹽存在下修飾豬胰臟PLA2的Arg,盡管有些PLA2 發生轉氨反應,但仍然能分離出只在Args位上發生修飾反應的PLA2。對這種PLA2的研 究發現,它對單體或微粒狀態底物反應的以及和Ca2+的結合特性沒有變化,和未修 飾前相比,它對微粒狀態底物類似物的親和力增大了,對卵磷脂單分子層的穿透能力也加 強了。
(九) 氨基
在Cu2+存在下,二羥己酸可以使蛋白質中的氨基發生特異的轉氨作用。在這種物質作用下,豬和馬胰臟PLA2都會很快失活,而牛胰臟PLA2卻穩定得多。Ca2+和單體狀 態的PLA2底物類似物對修飾無影響,但以微粒狀態存在的底物類似物卻能有效地阻止 上述修飾劑對豬胰臟PLA2的修飾。為了弄清修飾反應的特異性,使用缺乏氨基的豬胰 臟PLA2前體為修飾對象,以PLA2為對照做平行實驗,結果發現當PLA2活性喪失80% 時,對PLA2前體有15%潛在的活性喪失。由于前體中無a-氨基,所以這種失活是由副反 應引起的,延長反應時間可以加劇前體潛在活力的喪失。由于二羥己酸與精氨酸修飾劑 («、|3二酮)的結構相似,所以不能排除Arg也被修飾的可能性,特別是C-端肽段中的Arg 有可能被修飾,因而阻止了酶原的正常激活作用。對Arg的修飾確實是使前體變質的原 因,被修飾后的產物在PH8. 0條件下貯存能部分恢復潛在活性,而這一條件是有利于 Arg苯甲酰甲醛連接鍵斷裂的。
當在8mol/L尿素或6mol/L鹽酸胍存在下,轉氨作用會很快使牛、豬和馬的PLA2在 30min?60min內完全失活,而用同樣的條件處理豬胰臟PLA2前體時,前體會被激活成 為PLA2,這種PLA2f再需要進一步激活。
轉氨后的豬胰臟PLA2通過離子交換層析可以被分離出來,和未處理的PLA2相比, 只是a-氨基變成了酮基。這種轉氨后的PLA2由于對微粒狀態底物的結合能力下降,所以 對這種形式的底物水解活性很小,但仍能分解單體形式的底物。從這一點來看轉氨后的 PLA2和原來的PLA2前體相似(在水解底物方面),實際上NMR光譜以及X射線分析都 證明轉氨后的牛胰臟PLA2具有其前體相似的結構。
和胰臟PLA2相似,從西部菱斑響尾蛇.極北蝰和黑
唇眼鏡蛇蛇毒中分離的PLA2在四乙基化尿^存在下與二羥己酸作 用很快就失活,把修飾后的PLA2分離出來測定其性質,結果發現它們對微粒狀態的底物 沒有作用,但能部分地水解以單體狀態存在的底物。轉氨后的蛇毒PLA2對脂-水界面的 親和力比原來下降5倍?10倍,但仍比轉氨后的豬胰臟PLA2親和能力大得多。豬胰臟 PLA2轉氨后親和力小可能與它的N-端正區域有關,而蛇毒PLA2轉氨后親和力仍很高 可能與分子中另外一個疏水區域有關。




