筋肉グリコーゲンホスホリラーゼのアロステリック阻害剤部位における重要なチロシン残基のニトロ化は、その触媒活性を損ないます

筋肉グリコーゲンホスホリラーゼ（GP）はグルコース代謝の重要な酵素であり、その障害は筋肉の機能障害につながる可能性があります。グリコーゲンホスホリラーゼのチロシンニトロ化は、老化中に発生し、筋肉のパフォーマンスの進行性の喪失に関与することが示唆されています。ここでは、GP（TおよびR形式）は、硝酸塩性チロシン残基が知られている生物学的窒素種であるペルオキシニトライトへの暴露により不可逆的に損なわれ、生理学的および病理学的プロセスに関与することを示しています。動的および生化学的分析は、ペルオキシニトライトによるGPの不可逆的不活性化は、酵素のユニークなチロシン残基の高速（k（inact）= 3 x 10（4）m（-1）s（-1））ニトロ化によるものであることを示しました。内因性GPは、グリコーゲンの動員の付随する障害を伴う、ペルオキシ亜硝酸菌にさらされたときに、骨格筋細胞でチロシン硝化および不可逆的に不活性化されました。精製されたGPを使用したリガンド保護アッセイと質量分析分析は、酵素のペルオキシシニトライト依存性の不活性化が、酵素のアロステリック阻害剤部位の重要なアミノ酸であるTyr613のニトロ化が原因である可能性があることを示唆しています。私たちの調査結果は、GP機能がチロシンニトロ化によって調節される可能性があることを示唆しています。

Muscle glycogen phosphorylase (GP) is a key enzyme in glucose metabolism, and its impairment can lead to muscle dysfunction. Tyrosine nitration of glycogen phosphorylase occurs during aging and has been suggested to be involved in progressive loss of muscle performance. Here, we show that GP (in its T and R form) is irreversibly impaired by exposure to peroxynitrite, a biological nitrogen species known to nitrate reactive tyrosine residues, and to be involved in physiological and pathological processes. Kinetic and biochemical analysis indicated that irreversible inactivation of GP by peroxynitrite is due to the fast (k(inact)=3 x 10(4) M(-1) s(-1)) nitration of a unique tyrosine residue of the enzyme. Endogenous GP was tyrosine nitrated and irreversibly inactivated in skeletal muscle cells upon exposure to peroxynitrite, with concomitant impairment of glycogen mobilization. Ligand protection assays and mass spectrometry analysis using purified GP suggested that the peroxynitrite-dependent inactivation of the enzyme could be due to the nitration of Tyr613, a key amino acid of the allosteric inhibitor site of the enzyme. Our findings suggest that GP functions may be regulated by tyrosine nitration.