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Biochemistry2012Aug28Vol.51issue(34)

ヒト硫化物:キノン酸化還元酵素は、硫化水素代謝の最初のステップを触媒し、スルファン硫黄代謝物を産生します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

硫化物:キノン酸化還元酵素(SQOR)は、H(2)sのミトコンドリア代謝の最初のステップを触媒する膜結合酵素です。ヒトSQORは、最適化された合成遺伝子とコールドアダプされたシャペロンを使用することにより、大腸菌の低温で正常に発現します。組換えSQORには、非共有結合されたFADが含まれ、COQ(1)として電子受容体としてCOQ(1)を使用してH(2)S(0)(スルファン硫黄)の2電子酸化を触媒します。補綴群は、長波長吸収中間体(λ(max)= 673 nm)を介して進行する反応でH(2)sの嫌気性添加により減少します。シアン化物、硫酸塩、または硫化物は、(I)それぞれ8.5、7.5、または7.0でpH Optimaを示す反応で硫酸硫黄受容体として作用し、(II)過酸化水素のチオシアン酸チオ硫酸、または推定硫黄類似体をそれぞれ産生する(H(2)(2))。重要なことに、チオ硫酸塩は、無傷の動物によるH(2)sの酸化とグルタチオン枯渇細胞またはミトコンドリアで形成される主要な生成物における既知の中間体です。スルファン硫黄受容体としての亜硫酸塩によるSQORによるH(2)sの酸化は、生理学的pH(K(CAT)/K(M、H(2)s)= 2.9×10(7)m(-1)s(-1))で急速かつ非常に効率的です。同様の効率は、pH 8.5の明らかに人工受容体であるシアン化物で観察されますが、pH 7.0のアクセプターとして硫化物では100倍低い値が見られます。後者の反応は、健康な個人で発生する可能性は低いが、特定の病理学的条件下では有意になる可能性がある。亜硫酸塩は硫黄硫黄の生理学的受容体であり、SQOR反応は哺乳類組織によるH(2)S酸化中に生成されるチオ硫酸塩の主要な供給源であることを提案します。

硫化物:キノン酸化還元酵素(SQOR)は、H(2)sのミトコンドリア代謝の最初のステップを触媒する膜結合酵素です。ヒトSQORは、最適化された合成遺伝子とコールドアダプされたシャペロンを使用することにより、大腸菌の低温で正常に発現します。組換えSQORには、非共有結合されたFADが含まれ、COQ(1)として電子受容体としてCOQ(1)を使用してH(2)S(0)(スルファン硫黄)の2電子酸化を触媒します。補綴群は、長波長吸収中間体(λ(max)= 673 nm)を介して進行する反応でH(2)sの嫌気性添加により減少します。シアン化物、硫酸塩、または硫化物は、(I)それぞれ8.5、7.5、または7.0でpH Optimaを示す反応で硫酸硫黄受容体として作用し、(II)過酸化水素のチオシアン酸チオ硫酸、または推定硫黄類似体をそれぞれ産生する(H(2)(2))。重要なことに、チオ硫酸塩は、無傷の動物によるH(2)sの酸化とグルタチオン枯渇細胞またはミトコンドリアで形成される主要な生成物における既知の中間体です。スルファン硫黄受容体としての亜硫酸塩によるSQORによるH(2)sの酸化は、生理学的pH(K(CAT)/K(M、H(2)s)= 2.9×10(7)m(-1)s(-1))で急速かつ非常に効率的です。同様の効率は、pH 8.5の明らかに人工受容体であるシアン化物で観察されますが、pH 7.0のアクセプターとして硫化物では100倍低い値が見られます。後者の反応は、健康な個人で発生する可能性は低いが、特定の病理学的条件下では有意になる可能性がある。亜硫酸塩は硫黄硫黄の生理学的受容体であり、SQOR反応は哺乳類組織によるH(2)S酸化中に生成されるチオ硫酸塩の主要な供給源であることを提案します。

Sulfide:quinone oxidoreductase (SQOR) is a membrane-bound enzyme that catalyzes the first step in the mitochondrial metabolism of H(2)S. Human SQOR is successfully expressed at low temperature in Escherichia coli by using an optimized synthetic gene and cold-adapted chaperonins. Recombinant SQOR contains noncovalently bound FAD and catalyzes the two-electron oxidation of H(2)S to S(0) (sulfane sulfur) using CoQ(1) as an electron acceptor. The prosthetic group is reduced upon anaerobic addition of H(2)S in a reaction that proceeds via a long-wavelength-absorbing intermediate (λ(max) = 673 nm). Cyanide, sulfite, or sulfide can act as the sulfane sulfur acceptor in reactions that (i) exhibit pH optima at 8.5, 7.5, or 7.0, respectively, and (ii) produce thiocyanate, thiosulfate, or a putative sulfur analogue of hydrogen peroxide (H(2)S(2)), respectively. Importantly, thiosulfate is a known intermediate in the oxidation of H(2)S by intact animals and the major product formed in glutathione-depleted cells or mitochondria. Oxidation of H(2)S by SQOR with sulfite as the sulfane sulfur acceptor is rapid and highly efficient at physiological pH (k(cat)/K(m,H(2)S) = 2.9 × 10(7) M(-1) s(-1)). A similar efficiency is observed with cyanide, a clearly artificial acceptor, at pH 8.5, whereas a 100-fold lower value is seen with sulfide as the acceptor at pH 7.0. The latter reaction is unlikely to occur in healthy individuals but may become significant under certain pathological conditions. We propose that sulfite is the physiological acceptor of the sulfane sulfur and that the SQOR reaction is the predominant source of the thiosulfate produced during H(2)S oxidation by mammalian tissues.

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