チアゾリジンカルボキシレートの代謝におけるプロリン異化酵素の証拠

チアゾリジン-4-カルボン酸（T4C）やチアゾリジン-2-カルボン酸（T2C）などのチアゾリジンカルボン酸塩は、プロリンの天然に発生する硫黄類似体です。これらの化合物は、細胞に有益な効果と毒性効果の両方を抱えていることが観察されています。プロリンデヒドロゲナーゼは、チオプロリンの酸化的代謝の重要な酵素であることが提案されていることを考えると、プロリン利用A（PUTA）を使用したプロリンの異化酵素の基質としてT4CとT2Cを特徴づけました。L-グルタミン酸-γ-セミアルデヒドデヒドロゲナーゼ（GSALDH）活性。PUTAは、T4CとT2Cの両方のFAD依存性の生産酸化を触媒的に触媒し、触媒効率をプロリンよりも著しく高い触媒と触媒するように示されています。また、停止流の実験は、L-T4CおよびL-T2Cがプロリンよりも速い速度でプタバウンドの流行を減少させることを示しています。ただし、Prolineとは異なり、T4CおよびT2Cの酸化はNAD+依存性GSALDHの基質を生成しません。代わりに、T4CのPUTA/核酸化はシステイン形成につながりますが、T2Cの酸化は明らかに安定したΔ4-チアゾリン-2-カルボン酸種を生成します。私たちの結果は、T2CとT4Cの代謝に関する新しい洞察を提供します。

Thiazolidine carboxylates such as thiazolidine-4-carboxylate (T4C) and thiazolidine-2-carboxylate (T2C) are naturally occurring sulfur analogues of proline. These compounds have been observed to have both beneficial and toxic effects in cells. Given that proline dehydrogenase has been proposed to be a key enzyme in the oxidative metabolism of thioprolines, we characterized T4C and T2C as substrates of proline catabolic enzymes using proline utilization A (PutA), which is a bifunctional enzyme with proline dehydrogenase (PRODH) and l-glutamate-γ-semialdehyde dehydrogenase (GSALDH) activities. PutA is shown here to catalyze the FAD-dependent PRODH oxidation of both T4C and T2C with catalytic efficiencies significantly higher than with proline. Stopped-flow experiments also demonstrate that l-T4C and l-T2C reduce PutA-bound FAD at rates faster than proline. Unlike proline, however, oxidation of T4C and T2C does not generate a substrate for NAD+-dependent GSALDH. Instead, PutA/PRODH oxidation of T4C leads to cysteine formation, whereas oxidation of T2C generates an apparently stable Δ4-thiazoline-2-carboxylate species. Our results provide new insights into the metabolism of T2C and T4C.