定点突变法确定人体CYP2A6和CYP2A13香豆素代谢的关键氨基酸

作     者：何晓阳 孙莉 SHEN Jian 洪钧言 HE Xiao-yang;SUN Li;SHEN Jian;HONG Jun-yan

作者机构：深圳大学生命科学院广东深圳518060 桂林医学院组织胚胎学教研室广西桂林541004 Aventis制药公司美国新泽西08807 新泽西医科牙科大学公共卫生学院/环境与职业健康研究所美国新泽西08854 

出 版 物：《中山大学学报（医学科学版）》 (Journal of Sun Yat-Sen University:Medical Sciences)

年 卷 期：2009年第30卷第2期

页      面：126-131页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：美国NIH课题 

主　　题：CYP2A6 CYP2A13 点突变 香豆素代谢 关键氨基酸 

摘      要：【目的】通过比较人体主要尼古丁代谢酶CYP2A6和CYP2A13野生型及突变体酶蛋白对香豆素7-羥化反应的催化动力学特征,确定影响两者催化活性差异的关键氨基酸残基,提供建立评估人群尼古丁代谢酶基因多态性与吸烟行为及癌症易感性生物标记的依据。【方法】运用定点突变和Sf9昆虫杆状病毒蛋白表达体系产生CYP2A6和CYP2A13在300,301以及369位点氨基酸互换的突变体蛋白质,测定系列香豆素浓度下的各个酶蛋白对香豆素7-羥化的催化反应活性,获得动力学参数并与野生型酶蛋白进行比较分析。【结果】与野生型CYP2A6相比较,其Ile300→Phe突变体催化效率(Kcat=Vmax/Km)显著下降而Gly301→Ala突变体催化效率显著上升(1.64和8.02相对于野生型3.56,P0.01)。与之相对应,CYP2A13的Phe300→Ile突变体催化效率则明显上升而Ala301→Gly突变体催化效率显著下降(1.03和0.06相对于野生型的0.27,P0.05)。这些酶催化特性的改变,主要是由于Vmax的改变所致。369位的氨基酸残基,无论是Ser还是Gly对CYP2A6或CYP2A13的香豆素7-羥化反应催化活性均无明显的影响。【结论】300和301位的氨基酸是影响CYP2A6及CYP2A13对香豆素7-羥化反应催化活性的关键残基,而369位氨基酸不影响此活性。