ALDA-1は、ミトコンドリアアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ALDH2）の運動特性を調節します

ミトコンドリアアルデヒドデヒドロゲナーゼ（ALDH2）は、虚血再灌流プロセス中の心臓保護の重要な酵素として提案されています。この提案により、心臓保護薬の開発を目的としたALDH2の活性化因子の検索が行われました。ALDA-1はALDH2の最初の活性化因子であり、その心臓保護効果はin vivoで広く証明されています。ただし、活性化のメカニズムは完全には理解されていません。結晶学的研究では、ALDA-1がアルデヒド結合部位の入り口に結合することが示されました。したがって、ALDA-1は本質的に阻害剤である必要があります。本研究では、ALDH2（速度制限ステップの決定、触媒システインの反応性）および動力学的メカニズム（運動学、運動学のタイプ）に対するALDA-1の効果を特徴付けるために、運動実験を実施しました。入力する基板のシーケンス、および製品が放出されます）。結果は、ALDA-1がALDH2の特性を劇的に変更し、NAD+のkmが2.4倍減少し、触媒効率が4.4倍増加することを示しました。ただし、アルデヒドのKMは8.6倍に増加し、触媒効率が低下しました。これらのパラメーターの変化は、ALDA-1が低濃度のアルデヒドで阻害剤として機能し、高濃度で活性化因子として機能する複雑な挙動をもたらしました。さらに、ALDA-1のALDH2への結合により、脱アシル化の制限が少なくなり、触媒システインのPKAが減少しました。最後に、NADH阻害パターンは、ALDA-1がNAD+入り口サイトによってALDH2に入る両方の基質の提案と一致して、基板の侵入と製品の一連の侵入と生成物の変化を誘発することを示しました。

Mitochondrial aldehyde dehydrogenase (ALDH2) has been proposed as a key enzyme in cardioprotection during ischemia-reperfusion processes. This proposal led to the search for activators of ALDH2 with the aim to develop cardioprotective drugs. Alda-1 was the first activator of ALDH2 identified and its cardioprotective effect has been extensively proven in vivo; however, the mechanism of activation is not fully understood. A crystallographic study showed that Alda-1 binds to the entrance of the aldehyde-binding site; therefore, Alda-1 should in essence be an inhibitor. In the present study, kinetic experiments were performed to characterize the effect of Alda-1 on the properties of ALDH2 (kinetic parameters, determination of the rate-limiting step, reactivity of the catalytic cysteine) and on the kinetic mechanism (type of kinetics, sequence of substrates entering, and products release). The results showed that Alda-1 dramatically modifies the properties of ALDH2, the Km for NAD+ decreased by 2.4-fold, and the catalytic efficiency increased 4.4-fold; however, the Km for the aldehyde increased 8.6-fold, thus, diminishing the catalytic efficiency. The alterations in these parameters resulted in a complex behavior, where Alda-1 acts as inhibitor at low concentrations of aldehyde and as an activator at high concentrations. Additionally, the binding of Alda-1 to ALDH2 made the deacylation less limiting and diminished the pKa of the catalytic cysteine. Finally, NADH inhibition patterns indicated that Alda-1 induced a change in the sequence of substrates entry and products release, in agreement with the proposal of both substrates entering ALDH2 by the NAD+ entrance site.