SARS 3CL蛋白酶同源二聚化与底物结合互为别构调控因素

摘要

研究了严重急性呼吸系统综合症(SARS)冠状病毒3C-Like蛋白酶(3CLpro)在存在底物或抑制剂时的二聚体形成情况.通过测定酶活性随酶浓度的变化,拟合出在底物存在下酶二聚体的解离常数约为0.94 μmol·L~(-1),小于纯蛋白酶的二聚体解离常数(14.0μmol·L~(-1)),表明底物对二聚体的形成具有增强作用.选用与底物具有类似结合方式的靛红类抑制剂N-萘甲基靛红-5-甲酰胺(5f),利用超速离心沉降速率方法定量测定了SARS 3CL蛋白酶单体和二聚体在不同浓度5f时的含量,发现5f同样具有诱导二聚体形成的能力.在3 μmol·L~(-1)蛋白酶浓度下测定得到诱导二聚的EC_(50)值(半数有效浓度)约为1μmol·L~(-1),说明二聚体中只有一个单体与抑制剂结合.研究结果表明,随着底物浓度的升高,SARS 3CL蛋白酶会形成更多的二聚体,而二聚体含量的提高又反过来提高酶的活性,这种双向别构调控机制有可能是病毒用来调控多聚蛋白水解速率和组装时机的一种方法.