炭酸脱水酵素のカドミウム-113NMR：pH、重炭酸塩、シアン化物の効果

113CD置換されたヒトおよびウシ赤血球炭結合炭水化物は、pHおよび重炭酸塩濃度の関数として113CD NMRによって研究されています。化学シフトとpHのプロットは、研究のpH範囲でS字系滴定曲線を与えます。6.9〜10.5。PKA値は9.2から9.7まで変化し、これはCD酵素の利用可能な活性プロファイルとよく相関しています。サンプルには水酸化物以外の緩衝液とアニオンが含まれていないため、結果は、急速な交換における酵素の高および低pH型の存在と、内部球体協調で異なることを示しています。重炭酸塩がサンプルに加えられると、最終的に平らにするアップフィールドシフトが生成されます。3つの酵素すべてについて、単一のcn-のみが金属に結合します。これらの観察結果は、スキームのように、金属イオンのオープン配位部位が水酸化物、水、または重炭酸塩によって占有される3つの種の間の迅速な交換によって最もよく説明されます。平衡状態のH2OまたはE - HCO-3から形成されます。

113Cd-Substituted human and bovine erythrocyte carbonic anhydrases have been studied by 113Cd NMR as a function of pH and bicarbonate concentration. Plots of chemical shift versus pH give sigmoidal titration curves in the pH range of the study, 6.9 to 10.5. The pKa values vary from 9.2 to 9.7, which correlates well with available activity profiles for the Cd-enzymes. Because the samples contain no buffers and no anions other than hydroxide, the results point to the existence of high and low pH forms of the enzymes in rapid exchange and differing in inner sphere coordination. When bicarbonate is added to the samples, upfield shifts are produced which eventually level off. Only a single CN- binds to the metal for all three enzymes. These observations are best explained by a rapid exchange among three species in which the open coordination site of the metal ion is occupied by hydroxide, water, or bicarbonate, as in the scheme: E--OH- in equilibrium or formed from E--H2O in equilibrium or formed from E--HCO-3.