位点特异性化学标记揭示磷酸苏氨酸裂合酶关键保守氨基酸在催化过程中的作用

来源于病原菌的磷酸苏氨酸裂合酶能去磷酸化MAPK 激酶，生成含不饱和双键的修饰产物，从而不可逆抑制宿主体内的MAPK 激酶。晶体结构分析表明磷酸苏氨酸裂合酶利用一个保守的赖氨酸作为催化碱来起始催化过程和另一个保守的组氨酸作为催化酸来稳定反应过渡态并参与实现磷酸基团的离去。为了进一步阐明磷酸苏氨酸裂合酶不可逆去磷酸化MAPK 的催化机理，探讨催化位点关键氨基酸在催化过程中的作用，我们采用小分子化合物对作为催化碱的保守赖氨酸进行位点特异性地化学标记，以此为探针，结合酶学以及生化分析方法，发现Y158和T156通过氢键使K136处于去质子化状态，使其具有很强的亲核性，更进一步获得了该赖氨酸作为催化碱的直接证据，并进一步阐述了保守氨基酸T156在催化过程中的作用。. 利用作为催化碱的保守赖氨酸侧链氨基的强亲核性，结合化学，结构生物学以及药物分子设计手段，设计了含α、β-不饱和双键的底物多肽类似物，作为磷酸苏氨酸裂合酶的抑制剂，为抗感染小分子药物的开发提供新思路和理论根据。. 我们发现GSH能修饰磷酸苏氨酸裂合酶，该修饰抑制酶的活性。细菌感染时该酶也能被GSH的修饰，很可能是感染时ROS的含量增加所致。其它一些病原菌效应蛋白在细胞内也能发生GSH化修饰，部分蛋白的GSH化修饰抑制蛋白的活性，因此很可能ROS对病原菌与宿主的相互作用起着一定的调控作用。