The molecular basis of pharmacological chaperoning in human α-galactosidase.
The molecular basis of pharmacological chaperoning in human α-galactosidase.
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DOI：
10.1016/j.chembiol.2011.10.012
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发表时间：
2011-12-23
影响因子：
--
通讯作者：
Garman SC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guce AI;Clark NE;Rogich JJ;Garman SC
法布里病患者显示溶酶体酶α-半乳糖苷酶（α-GAL或α-Gal A）活性缺乏。法布里病的一种拟议治疗方法是药物伴侣疗法，其中小分子稳定α-GAL蛋白，导致酶活性增加。利用酶动力学、色氨酸荧光、圆二色性和蛋白水解测定，我们表明药理学伴侣1-脱氧半乳糖野尻霉素（DGJ）和半乳糖稳定人α-GAL糖蛋白。α-GAL和伴侣蛋白复合物的晶体结构解释了DGJ相对于半乳糖的更高效力的分子基础。使用定点诱变，我们显示DGJ的更高效力来自与D170的离子相互作用。我们建议，质子化的D170在酸性条件下导致较弱的结合DGJ。这些结果为其他蛋白质错误折叠疾病的药物分子伴侣治疗奠定了生物化学基础。
Fabry disease patients show a deficiency in the activity of the lysosomal enzyme α-galactosidase (α-GAL or α-Gal A). One proposed treatment for Fabry disease is pharmacological chaperone therapy, where a small molecule stabilizes the α-GAL protein, leading to increased enzymatic activity. Using enzyme kinetics, tryptophan fluorescence, circular dichroism, and proteolysis assays, we show that the pharmacological chaperones 1-deoxygalactonojirimycin (DGJ) and galactose stabilize the human α-GAL glycoprotein. Crystal structures of complexes of α-GAL and chaperones explain the molecular basis for the higher potency of DGJ over galactose. Using site directed mutagenesis, we show the higher potency of DGJ results from an ionic interaction with D170. We propose that protonation of D170 in acidic conditions leads to weaker binding of DGJ. The results establish a biochemical basis for pharmacological chaperone therapy applicable to other protein misfolding diseases.
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