FeTPPS催化蛋白质硝化以及对蛋白硝化位点选择性的研究

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meso-四(4-磺酰苯基)卟吩氯化铁(FeTPPS)是一种人工合成的水溶性铁卟啉化合物,具有类过氧化物酶活性。由于它溶解于水这一性质,为我们仿生催化反应提供了良好的条件,解决了血红素(heme)因不溶于水而不能有效模拟生物体内生化反应这一难题。FeTPPS是一个有效的过氧亚硝酸盐(ONOO-)清除剂,可抑制ONOO-介导的硝化反应。但FeTPPS作为一种类过氧化物酶在H2O2和NaNO2存在下催化硝化蛋白的作用还未见报道。  本文首先探讨了FeTPPS的类过氧化物酶活性,结果表明FeTPPS是一种有很好的过氧化物酶活性的化合物;接着用蛋白免疫印迹法和分光光度法两种方法对FeTPPS-NaNO2-H2O2体系是否会引起牛血清白蛋白(BSA)的硝化和氧化,以及引起BSA硝化和氧化的一系列条件进行了探究,同时验证了该体系对小鼠脑组织蛋白的硝化作用,并分别与heme-NaNO2-H2O2体系引起的一系列反应做出了比较。结果证明两种体系不仅都能较好的硝化和氧化蛋白,而且具有浓度、缓冲液酸碱度以及反应时间的依赖性,另外实验还表明两种铁卟啉对组织中的蛋白的选择性有所差异;最后用液相色谱质谱联用技术(LC-MS/MS)探究了两种体系对蛋白甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)硝化的位点的选择性,发现两者选择催化的硝化位点不同,亲水性的FeTPPS体系倾向于催化硝化亲水性的酪氨酸残基,疏水性的heme体系倾向于催化硝化疏水性的酪氨酸残基。  以上研究表明,FeTPPS虽然可以作为ONOO-的有效分解催化剂而降低酪氨酸硝化的产生,但因其自身化学性质(过氧化物酶活性),可经由(类)过氧化物酶-NaNO2-H2O2途径引起酪氨酸硝化。因此,在用FeTPPS作为ONOO-清除剂而抑制硝化时,同时要注意在氧化条件下,FeTPPS也可能促进蛋白质的硝化。同时进一步验证了铁卟啉催化的蛋白硝化的位点选择性受到铁卟啉亲疏水性的影响,虽然铁卟啉化合物的活性中心相同,但因它们亲疏水性的不同而优先选择的硝化酪氨酸残基的位置却会不同。
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