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The Journal of biological chemistry1988Dec15Vol.263issue(35)

青緑色のウシ副腎チロシン3-モンオキシゲナーゼ(チロシンヒドロキシラーゼ)に関する共鳴ラマン研究は、フィードバック阻害剤アドレナリンとノルアドレナリンが鉄に配位していることを証明しています。

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PMID:2904432DOI:
文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
概要
Abstract

チロシン3-モノオキシゲナーゼ(チロシンヒドロキシラーゼ)は、カテコールアミンの生合成における速度制限ステップを触媒する非ヘム鉄、テトラヒドロプテリン依存性酵素です。高度に精製されたウシ副腎酵素には、約700 nm(epsilon = 1.3(mmサブユニット酵素)-1 cm-1)のラムダmaxを含む異常な青緑色の発色団が含まれています。605.2 nmでの励起時に、共鳴強化ラマン振動は、454、494、527、604、635、835、1130、1271、1320、1426、および1476 cm-1で観察されます。1276および1476 cm-1(488〜620 nm)のモードの励起プロファイルは、700 nm吸収帯の輪郭に従います。観察された振動は、特徴的な電荷移動遷移を引き起こす分離として、酵素に二等系カテコールアミン-Fe(III)複合体が存在することを強く示しています。これは、酵素の変性時に0.11 +/- 0.04モルのノルアドレナリンと0.25 +/- 0.06モルの酵素サブユニットあたりのアドレナリンの放出によってさらにサポートされています。CatecholateからFe(III)への電荷移動遷移のエネルギーは、チロシンヒドロキシラーゼの鉄中心に調整されたヒスチジンとカルボキシレートの混合物を示しています。中性pHでは、酵素活性は50%以上10ミクロムドーパミン、ノルアドレナリン、およびアドレナリンを阻害しました。カテコールアミンは酵素の強力なフィードバック阻害剤であるため、チロシンヒドロキシラーゼの非リン酸化型型に対するカテコールアミンの高い親和性は、in vivoで有意性を持つ可能性があります。

チロシン3-モノオキシゲナーゼ(チロシンヒドロキシラーゼ)は、カテコールアミンの生合成における速度制限ステップを触媒する非ヘム鉄、テトラヒドロプテリン依存性酵素です。高度に精製されたウシ副腎酵素には、約700 nm(epsilon = 1.3(mmサブユニット酵素)-1 cm-1)のラムダmaxを含む異常な青緑色の発色団が含まれています。605.2 nmでの励起時に、共鳴強化ラマン振動は、454、494、527、604、635、835、1130、1271、1320、1426、および1476 cm-1で観察されます。1276および1476 cm-1(488〜620 nm)のモードの励起プロファイルは、700 nm吸収帯の輪郭に従います。観察された振動は、特徴的な電荷移動遷移を引き起こす分離として、酵素に二等系カテコールアミン-Fe(III)複合体が存在することを強く示しています。これは、酵素の変性時に0.11 +/- 0.04モルのノルアドレナリンと0.25 +/- 0.06モルの酵素サブユニットあたりのアドレナリンの放出によってさらにサポートされています。CatecholateからFe(III)への電荷移動遷移のエネルギーは、チロシンヒドロキシラーゼの鉄中心に調整されたヒスチジンとカルボキシレートの混合物を示しています。中性pHでは、酵素活性は50%以上10ミクロムドーパミン、ノルアドレナリン、およびアドレナリンを阻害しました。カテコールアミンは酵素の強力なフィードバック阻害剤であるため、チロシンヒドロキシラーゼの非リン酸化型型に対するカテコールアミンの高い親和性は、in vivoで有意性を持つ可能性があります。

Tyrosine 3-monooxygenase (tyrosine hydroxylase) is a non-heme iron, tetrahydropterin-dependent enzyme which catalyzes the rate-limiting step in the biosynthesis of catecholamines. The highly purified bovine adrenal enzyme contains an unusual blue-green chromophore with lambda max at around 700 nm (epsilon = 1.3 (mM subunit enzyme)-1 cm-1). On excitation at 605.2 nm, resonance-enhanced Raman vibrations are observed at 454, 494, 527, 604, 635, 835, 1130, 1271, 1320, 1426, and 1476 cm-1. The excitation profiles of the modes of 1276 and 1476 cm-1 (from 488 to 620 nm) follow the contour of the 700 nm absorption band. The vibrations observed strongly indicate the presence of a bidentate catecholamine-Fe(III) complex in the enzyme as isolated which gives rise to the characteristic charge-transfer transitions. This is further supported by the release of 0.11 +/- 0.04 mol of noradrenaline and 0.25 +/- 0.06 mol of adrenaline per mol of enzyme subunit on denaturation of the enzyme. The energies of the catecholate to Fe(III) charge-transfer transitions indicate a mixture of histidines and carboxylate(s) coordinated to the iron center in tyrosine hydroxylase. At neutral pH, the enzymatic activity was inhibited more than 50% by 10 microM dopamine, noradrenaline, and adrenaline. The high affinity of the catecholamines to the nonphosphorylated form of tyrosine hydroxylase may have significance in vivo since catecholamines are potent feedback inhibitors of the enzyme.

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