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ヒト・マトリックスメタロプロテイナーゼ7(MMP7)の反応機構解析

人基质金属蛋白酶7（MMP7）反应机制分析

基本信息

批准号：
03J05214
负责人：
牟田祐子
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

マトリックスメタロプロテイナーゼ7(MMP7)は非常に広いpH域で高い活性を示す。MMP7の触媒機構は未だ明らかになっていないが、酸性側の活性解離基は細菌由来の金属プロテイナーゼであるサーモライシン(TLN)との比較からGlu198、塩基性側はMMP中で保存されているTyr219と考えられてきた。本研究では、Tyr219を含め触媒亜鉛近傍に存在するTyr残基(Tyr216、Tyr193)を部位特異的に改変することで、MMP7の活性発現におけるTyr残基の役割を検討した。MMP7は高濃度のNaCl添加により活性化することが知られている。4 M NaCl存在下において野生型MMP7の活性が5.5倍活性化されたのに対して、変異体Y219F、Y216F、Y193Fはそれぞれ8.4、4.0、8.5倍活性化された。Tyr219とTyr193は疎水的な基質結合ポケットであるS1'部位に位置している。Y219F、Y193FのNaClによる活性化度の増大は、S1'部位と基質との疎水的相互作用に対するTyr219とTyr193の寄与を示唆している。またY219F、Y216F、Y193Fはいずれも高い活性を示し、pH依存性は野生型同様のベル型であった。しかし、Y219Fでは至適pHが狭まったため他のTyr219の変異体(Y219D、Y219A、Y219C、Y219S)についてもpH依存性を検討したところ、野生型と比較して酸性側のpK_aは1.0-1.2pHユニット塩基性側に、塩基性側のpK_aは0.4-1.1pHユニット酸性側にシフトした。この酸性側pK_a値はTLNのそれとよい一致を示し、非常に興味深い。以上の結果から、Tyr219、Tyr216、Tyr193は活性解離基として活性への直接の関与はないものの、Tyr219はMMP7活性の幅広いpH依存性を特徴付ける重要な残基であることが示された。

MMP7 is very active in the pH domain. The catalytic mechanism of MMP7 is not divided into two parts: the active dissociative group on the acidic side and the metal dissociative group on the bacterial side. The comparison between Glu198 and Tyr219 on the basic side of MMP is made. In this study, Tyr residues (Tyr216, Tyr193), site-specific changes in the activity of MMP7, including Tyr219, were investigated. MMP7 is activated by high concentration of NaCl. In the presence of 4 M NaCl, the activity of wild type MMP-7 was 5.5 fold higher than that of wild type MMP-7, while the activity of mutant Y219F, Y216F and Y193F was 8.4, 4.0 and 8.5 fold higher than that of wild type MMP-7. Tyr219 and Tyr193 are located in the S1'region of the matrix. Y219F and Y193F are activated by NaCl, and the interaction between S1'site and matrix and water is related to the interaction between Tyr219 and Tyr193. Y219F, Y216F, Y193F are highly active, pH-dependent and wild-type isoforms. Y219F, Y219D, Y219A, Y219C and Y219S are pH-dependent mutants. Wild type pK_a ranges from 1.0 to 1.2 pH on the acidic side, and pK_a ranges from 0.4 to 1.1 pH on the basic side. The pK_a value of the acid side is equal to that of the TLN. Tyr219, Tyr216 and Tyr193 are the most important residues in the pH-dependent activity of MMP7.