利用光谱技术解析绿豆两种谷氨酸脱羧酶结构的研究

摘要

谷氨酸脱羧酶(GAD)可催化谷氨酸的α-脱羧反应以产生γ-氨基丁酸(GABA).首先提取并纯化了两种绿豆[Vigna radiate(L.)]GAD并分析了它们的酶学性质.研究发现绿豆中的两种GAD均为二聚体,分子量分别为155 kDa(GAD1)和75 kDa(GAD2).GAD2含有更多的α-螺旋和β-折叠结构,因而表现出更高稳定性.GAD1和GAD2的三级结构趋于"暴露态",GAD1具有更强的分子柔性且更趋于暴露态,而GAD2的分子构象更致密保守.研究发现pH和温度引起的结构变化是GAD酶学性质降低的主要原因.Ca2+参与结合GAD的钙调蛋白结合结构域,并诱导形成了"埋入式"紧凑的分子结构.SDS可诱导的GAD分子结构解折叠降低了酶的活性.KI,MgSO4,AgNO3和SDS显著抑制了GAD1和GAD2酶活性.吐温80,Ca2+和Cu2+可以显著激活GAD1和GAD2的酶学活性,而Fe2+仅增加GAD2的酶学活性.