グルタレドキシンのモノラルおよびジジオール等ドゥチオールメカニズムは、機能的に同等です：酸化還元系の生物学への影響

グルタチオン化は、細胞酸化還元の調節と抗酸化防御において中心的な役割を果たします。GRX（グルタレドキシン）は主にグルタチオン化の逆転に関与しているため、その活性は細胞プロセスの範囲に影響を及ぼし、計算システム生物学研究の主要な候補になります。ただし、1つ（モノチオール）または両方（ジチオール）活性部位システインのいずれかを含む2つの異なる速度論的メカニズムがそれらのgrelutathionylation活性のために提案されており、これらのメカニズムのいずれかに基づいた計算モデルには異なる構造的および動態特性があると予測しました。さらに、活性部位変異体の相対的な活性や対照的な相互プロット速度論を含む他の多くの矛盾も、これらの酸素について報告されています。速度論的モデリングを使用して、ジチオールとモノチオールのメカニズムが同一であることを示し、GRX活性と速度論に関する文献に見られる矛盾したデータの多くを説明することもできました。さらに、我々の結果は、モノチオールメカニズムにおける明らかに無駄な副反応が、in vivoでのGRX活性の調節において重要な役割を果たす可能性があることを明らかにしました。

Glutathionylation plays a central role in cellular redox regulation and anti-oxidative defence. Grx (Glutaredoxins) are primarily responsible for reversing glutathionylation and their activity therefore affects a range of cellular processes, making them prime candidates for computational systems biology studies. However, two distinct kinetic mechanisms involving either one (monothiol) or both (dithiol) active-site cysteines have been proposed for their deglutathionylation activity and initial studies predicted that computational models based on either of these mechanisms will have different structural and kinetic properties. Further, a number of other discrepancies including the relative activity of active-site mutants and contrasting reciprocal plot kinetics have also been reported for these redoxins. Using kinetic modelling, we show that the dithiol and monothiol mechanisms are identical and, we were also able to explain much of the discrepant data found within the literature on Grx activity and kinetics. Moreover, our results have revealed how an apparently futile side-reaction in the monothiol mechanism may play a significant role in regulating Grx activity in vivo.