細胞外スーパーオキシドジスムターゼの分泌された酵素的に不活性な変異体の合理的な設計

細胞外スーパーオキシドジスムターゼ（SOD3）は、細胞外のスーパーオキシドのレベルを調節し、細胞外マトリックスを活性種による分解から保護する分泌酵素です。SOD3タンパク質にはヘパリン結合ドメインが含まれており、他のヘパリン結合成長因子が豊富な微小環境に存在し、SOD3がその触媒活性とは無関係に生物学的役割を持つ可能性を高めます。これに対処し始めるために、SOD3の銅調整（つまり、H96およびH98）またはスーパーオキシドチャネリング（すなわちN180およびR186）アミノ酸残基のいずれかを標的とする酵素的に不活性な変異体構築を設計および作成しました。すべてのコンストラクトは、等量の未熟な細胞内SODタンパク質を発現しましたが、N180A、R186A、および併用N180A/R186A変異体のみが、完全に処理および分泌された細胞外タンパク質を産生しました。さらに、SOD活性は単一のN180AおよびR186A変異体で有意に阻害されましたが、N180A/R186A二重変異体で活性は完全に廃止されました。全体として、この新しいツールの使用は、生物学と医学のさまざまな分野に広く到達する影響を及ぼし、SOD3タンパク質、その活性酸素種の基質と生成物、または組み合わせによって調節される細胞プロセスの描写を支援します。両方の。

Extracellular superoxide dismutase (SOD3) is a secreted enzyme that regulates levels of extracellular superoxide and protects the extracellular matrix from degradation by reactive species. The SOD3 protein contains a heparin-binding domain and resides in a microenvironment rich in other heparin-bound growth factors, raising the possibility that SOD3 may have some biological role independent of its catalytic activity. To begin to address this, we designed and created enzymatically inactive mutant constructs targeting either the copper coordinating (i.e. H96 and H98) or superoxide channeling (i.e. N180 and R186) amino acid residues of SOD3. All constructs expressed equal quantities of immature intracellular SOD proteins, but only the N180A, R186A, and combination N180A/R186A mutants produced fully processed and secreted extracellular protein. Furthermore, while SOD activity was significantly inhibited in the single N180A and R186A mutants, the activity was completely abrogated in the N180A/R186A double mutant. Overall, the use of this novel tool may have broad reaching impacts into various fields of biology and medicine, and will aid in the delineation of cellular processes that are regulated by solely the SOD3 protein, its reactive oxygen species substrates and products, or the combination of both.