シロイヌナズナの阻害チロシンニトロ化によるオエアアセチルセリン（チオール）リアーゼA1

硫黄同化の最後のステップは、o-アセチルセリン（チオール）リアーゼ（Oastl）酵素によって触媒されます。Oastlsは、モデル植物のシロイヌナズナのThalianaのマルチギーンファミリーによってエンコードされています。サイトゾルOASA1酵素は、オアストル活性の主な源であり、したがってシステイン恒常性にとって重要です。ペルオキシニトライトへの曝露後の硝化条件は、Oastl活性を強く阻害することがわかりました。Oastlの中で、OASA1は、野生型および異なるOastl変異体からの硝化した粗タンパク質抽出物におけるOastl活性の比較分析によって実証されているように、ニトロ化に著しく敏感でした。さらに、これらの条件下でタンパク質の分解が発生しなかったため、精製された組換えOASA1タンパク質の硝酸アッセイは、酵素の阻害により活性の90％減少をもたらしました。活性の低下は、エピカテキン障害のOASA1硝化とOASTL活性の付随的阻害を伴うペルオキシナイトライトの選択的除去によるタンパク質のニトロ化によるものでした。ニトロ化時のOASA1活性の阻害は、3ニトロチル（302）残基を含む修飾されたOASA1タンパク質の同定と相関していた。触媒活性に対するTyr（302）残基の本質的な役割は、OASA1のY302a-mutatedバージョンのOastl活性の喪失によってさらに実証されました。OASA1活性のTyr（302）硝化によって引き起こされる阻害は、硝化タンパク質へのオセチルセリン基質結合の劇的に減少し、水素結合を介したピリドキサール-5'-リン酸補因子の安定化の減少によるものであるようです。これは、機能効果を備えた植物タンパク質のTyr窒化部位とOASA1酵素で特定された最初の翻訳後修飾を特定する最初のレポートです。

The last step of sulfur assimilation is catalyzed by O-acetylserine(thiol)lyase (OASTL) enzymes. OASTLs are encoded by a multigene family in the model plant Arabidopsis thaliana. Cytosolic OASA1 enzyme is the main source of OASTL activity and thus crucial for cysteine homeostasis. We found that nitrating conditions after exposure to peroxynitrite strongly inhibited OASTL activity. Among OASTLs, OASA1 was markedly sensitive to nitration as demonstrated by the comparative analysis of OASTL activity in nitrated crude protein extracts from wild type and different oastl mutants. Furthermore, nitration assays on purified recombinant OASA1 protein led to 90% reduction of the activity due to inhibition of the enzyme, as no degradation of the protein occurred under these conditions. The reduced activity was due to nitration of the protein because selective scavenging of peroxynitrite with epicatechin impaired OASA1 nitration and the concomitant inhibition of OASTL activity. Inhibition of OASA1 activity upon nitration correlated with the identification of a modified OASA1 protein containing 3-nitroTyr(302) residue. The essential role of the Tyr(302) residue for the catalytic activity was further demonstrated by the loss of OASTL activity of a Y302A-mutated version of OASA1. Inhibition caused by Tyr(302) nitration on OASA1 activity seems to be due to a drastically reduced O-acetylserine substrate binding to the nitrated protein, and also to reduced stabilization of the pyridoxal-5'-phosphate cofactor through hydrogen bonds. This is the first report identifying a Tyr nitration site of a plant protein with functional effect and the first post-translational modification identified in OASA1 enzyme.