生化学と分析生化学

概要

鉄イオンが髄膜炎菌の毒素様ADP-リボシルトランスフェラーゼであるNareのin vitro触媒活性に及ぼす相反する調節効果

マリアアンジェラ・デル・ヴェッキオとエンリコ・バルドゥッチ

髄膜炎菌で同定されたモノ ADP-リボシルトランスフェラーゼである NarE は、3 つの酵素反応を触媒します。NarE は、単一の ADP-リボース単位をグアニジン化合物に転移し、ニコチンアミドおよび遊離 ADP-リボース中の NAD を加水分解し、自身を ADP-リボシル化します。私たちは以前、生物物理学的および生化学的分析によって、NarE が鉄硫黄クラスターを含むことを示しました。構造化された安定した鉄硫黄クラスターの存在は、ADP-リボシルトランスフェラーゼには必須ですが、NAD-グリコヒドロラーゼの活性には必須ではありません。私たちは今回、ADP-リボシルトランスフェラーゼの活性を刺激したのは鉄イオンではなく、三価鉄イオンであったことを報告します。逆に、鉄イオンは NAD-グリコヒドロラーゼの活性を活性化しましたが、三価鉄イオンは活性化しませんでした。これらの鉄の影響は、酵素反応を鉄キレート剤 O-フェナントロリンの存在下で実行した場合に逆転しました。鉄(III)または鉄(II)イオンのいずれかが存在すると、トランスフェラーゼとNADase活性の両方でVmaxが増加しましたが、NADのKm値は変化しませんでした。10 mM Fe3+の存在により、クラスターに関与しない残基を変異させた場合、ADP-リボシルトランスフェラーゼ活性が増加しましたが、クラスターに関与する残基を変異させた場合は効果がありません。同様の結果がNAD-グリコヒドロラーゼ活性でも得られました。ここで示した結果は、代謝に重要な役割を果たす鉄が、その酸化状態に応じてNarE活性を調節できることを示しています。この新しい観察は、髄膜炎菌感染症に関連している可能性があります。