2-Aminoacrylate stress damages diverse PLP-dependent enzymes in vivo.
2-Aminoacrylate stress damages diverse PLP-dependent enzymes in vivo.
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2-氨基丙烯酸酯应激损伤体内多种PLP依赖性酶。
DOI：
10.1016/j.jbc.2022.101970
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发表时间：
2022-06
影响因子：
4.8
通讯作者：
Downs, Diana M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shen, Wangchen;Borchert, Andrew J.;Downs, Diana M.
5′-磷酸吡哆醛（Pyridoxal 5′-phosphate， PLP）是催化中枢代谢中多种反应的一类酶的重要辅助因子。一些plp依赖性酶的催化机制涉及活性烯胺中间体的产生，如2-氨基丙烯酸酯（2AA）。2AA可以共价修饰一些PLP依赖性酶的活性位点的PLP，随后通过形成PLP-丙酮酸加合物使该酶失活。在缺乏enamine/亚胺脱氨酶RidA的情况下，肠沙门氏菌经历2aa介导的代谢应激。令人惊讶的是，产生内源性2AA的plp依赖性酶似乎对其攻击免疫，而其他plp依赖性酶在2AA胁迫下积累损伤；然而，2AA敏感性的结构决定因素尚不清楚。在这项研究中，我们改进了一种分子方法来查询来自不同系统的蛋白质在体内对2AA的敏感性。然后使用该方法检测了影响其在体内对2AA敏感的plp依赖性酶Alr的活性位点残基。出乎意料的是，我们的数据还显示，即使在功能RidA存在的情况下，低水平的2AA应激也会持续存在。总之，这项研究扩展了我们对2AA代谢的理解，并在表征影响酶对游离2AA损伤敏感性的结构决定因素方面迈出了第一步。
Pyridoxal 5′-phosphate (PLP) is an essential cofactor for a class of enzymes that catalyze diverse reactions in central metabolism. The catalytic mechanism of some PLP-dependent enzymes involves the generation of reactive enamine intermediates like 2-aminoacrylate (2AA). 2AA can covalently modify PLP in the active site of some PLP-dependent enzymes and subsequently inactivate the enzyme through the formation of a PLP–pyruvate adduct. In the absence of the enamine/imine deaminase RidA, Salmonella enterica experiences 2AA-mediated metabolic stress. Surprisingly, PLP-dependent enzymes that generate endogenous 2AA appear to be immune to its attack, while other PLP-dependent enzymes accumulate damage in the presence of 2AA stress; however, structural determinants of 2AA sensitivity are unclear. In this study, we refined a molecular method to query proteins from diverse systems for their sensitivity to 2AA in vivo. This method was then used to examine active site residues of Alr, a 2AA-sensitive PLP-dependent enzyme, that affect its sensitivity to 2AA in vivo. Unexpectedly, our data also showed that a low level of 2AA stress can persist even in the presence of a functional RidA. In summary, this study expands our understanding of 2AA metabolism and takes an initial step toward characterizing the structural determinants influencing enzyme susceptibility to damage by free 2AA.
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