組換えヒト野生型ヒ素（+3酸化状態）メチルトランスフェラーゼおよびそのメチオニン287スレオニン（M287T）多形：グルタチオンの役割によるヒ素のメチル化

ヒ素（+3酸化状態）メチルトランスフェラーゼ（AS3MT）は、ヒ素のメチル化の経路の重要な酵素です。AS3MT遺伝子の一般的な多型は、位置287のスレオニル残基をメチオニル残基（AS3MT/M287T）に置き換えます。世界中の集団の約10％の頻度で発生します。ここでは、S-アデノシルメチオニン、亜酸化菌（IAS（III））またはメチルソン酸（MAS（III））を含む反応混合物で、基質および内生類酸（MAS（III））を含む反応混合物で、組換えヒト野生型（WT）AS3MTおよびAS3MT/M287Tの触媒特性を比較しました。グルタチオン（GSH）、チオレドキシン還元酵素（TR）/チオレドキシン（TRX）/NADPH還元系、またはTris（2-カルボキシエチル）塩酸ホスフィド（TCEP）を含む還元剤。TR/TRX/NADPHまたはTCEP、WTAS3MTまたはAS3MT/M287Tのいずれかで、IAS（III）、MAS（III）、メチルアルソン酸（MAS（V））、ジメチルアルアン酸（DMAS（III））、およびジメチルアルアシン酸（およびジメチルアルアシン酸（DMAS（v））;MAS（III）は、DMAS（III）およびDMAS（v）に変換されました。どちらの酵素も、GSHにIAS（III）またはMAS（III）のメチル化をサポートする必要はありませんでしたが、1mm GSHの添加はK（M）を減少させ、TR/TRX/NADPHを含む反応混合物のいずれかの基質のV（MAX）推定値を増加させました。GSHなしでは、V（MAX）およびK（M）値は、WTAS3MTよりもAS3MT/M287Tの方が大幅に低かった。1mm GSHの存在下では、WTAS3MT触媒反応よりもM287Tバリアントによって触媒される反応で、IAS（III）から大幅に多くのDMA（III）が生成されました。したがって、1mm GSHはAS3MT活性を調節し、DMAのメチル化速度と収率の両方を増加させます（III）。GSHによるWTAS3MTおよびAS3MT/M287T触媒反応の調節の違いに例示されたAS3MT遺伝子型は、ヒ素メチル化の表現型の違い、そして最終的には慢性的に無性症にさらされている個人の疾患の感受性の違いに寄与する可能性があります。

Arsenic (+3 oxidation state) methyltransferase (AS3MT) is the key enzyme in the pathway for methylation of arsenicals. A common polymorphism in the AS3MT gene that replaces a threonyl residue in position 287 with a methionyl residue (AS3MT/M287T) occurs at a frequency of about 10% among populations worldwide. Here, we compared catalytic properties of recombinant human wild-type (wt) AS3MT and AS3MT/M287T in reaction mixtures containing S-adenosylmethionine, arsenite (iAs(III)) or methylarsonous acid (MAs(III)) as substrates and endogenous or synthetic reductants, including glutathione (GSH), a thioredoxin reductase (TR)/thioredoxin (Trx)/NADPH reducing system, or tris (2-carboxyethyl) phosphine hydrochloride (TCEP). With either TR/Trx/NADPH or TCEP, wtAS3MT or AS3MT/M287T catalyzed conversion of iAs(III) to MAs(III), methylarsonic acid (MAs(V)), dimethylarsinous acid (DMAs(III)), and dimethylarsinic acid (DMAs(V)); MAs(III) was converted to DMAs(III) and DMAs(V). Although neither enzyme required GSH to support methylation of iAs(III) or MAs(III), addition of 1mM GSH decreased K(m) and increased V(max) estimates for either substrate in reaction mixtures containing TR/Trx/NADPH. Without GSH, V(max) and K(m) values were significantly lower for AS3MT/M287T than for wtAS3MT. In the presence of 1mM GSH, significantly more DMAs(III) was produced from iAs(III) in reactions catalyzed by the M287T variant than in wtAS3MT-catalyzed reactions. Thus, 1mM GSH modulates AS3MT activity, increasing both methylation rates and yield of DMAs(III). AS3MT genotype exemplified by differences in regulation of wtAS3MT and AS3MT/M287T-catalyzed reactions by GSH may contribute to differences in the phenotype for arsenic methylation and, ultimately, to differences in the disease susceptibility in individuals chronically exposed to inorganic arsenic.