脂质过氧化衍生的修饰及其对谷氨过氧化酶1活性的影响
Seon Hwa Lee1, Kazuyuki Takahashi1, Yusuke Hatakawa1
1Department of Bio-analytical Chemistry, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Tohoku University, Sendai, 980-8578, Japan.
像4-oxo-2(E) -nonenal这样的脂质过氧化副产品不可逆地抑制了抗氧化酶氨酸过氧化酶1 (GPx1) 的抗氧化作用. 这种无活化通过增加细胞过氧化物来放大氧化应激,从而导致癌症和神经退行等疾病.
科学领域:
- 生物化学 生化学
- 细胞生物学 细胞生物学
- 氧化压力研究研究 氧化压力研究
背景情况:
- 氧化应激和脂质过氧化与神经退行和癌症等疾病有关.
- 反应性化物,包括4-oxo-2(E) -nonenal (ONE),4-hydroxy-2(E) -nonenal (HNE) 和甲基醇 (MG),是脂质过氧化的主要最终产物.
- 这些化物修改细胞组件,如DNA和蛋白质,有助于病理过程.
研究的目的:
- 为了研究脂质过氧化衍生的化物 (ONE,HNE,MG) 对氨酸过氧化酶1 (GPx1) 活性的抑制作用.
- 为了确定GPx1上这些化物准的特定修饰点.
- 阐明化物修饰影响GPx1功能和细胞氧化还原平衡的机制.
主要方法:
- 纯化GPx1的化,其中的ONE,HNE和MG的度和持续时间各不相同.
- 酶活性测定量化GPx1抑制.
- 基于质谱学的蛋白质组分析,以确定GPx1.1内的化物修饰氨基酸残留物.
主要成果:
- 发现ONE,HNE和MG修改了GPx1的谷氨结合部位,从而显著抑制了其酶活性.
- 质谱学确定了特定的修饰部位:ONE (14个部位,包括Arg57,103,184,185),HNE (7个部位,包括Lys91),MG (9个部位,包括Arg103).
- ONE以剂量和时间依赖的方式表现出最强的抑制作用,其对GPx1的修改是不可逆转的,即使在随后添加谷氨酸时也是如此.
结论:
- 脂质过氧化衍生的化物直接通过修改其关键的谷氨结合点来使GPx1失活.
- 这种化物对GPx1的失活,通过降低细胞中和过氧化物的能力,放大了细胞的氧化应激.
- 这些发现突出了一个新的机制,将脂质过氧化与病理条件下的氧化损伤增加联系起来.
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