- 學位論文
黃嘌呤氧化酶與受質6-formylpterin作用機制及其中間產物形式之研究
Investigation of interaction mechanism and intermediate complex between xanthine oxidase and 6-formylpterin
摘要
黃嘌呤氧化酶( xanthine oxidase ; XOD ) ，分子量約為290kDa，為一同相二聚體(homodimer)，為代謝黃嘌呤(Xanhine)與亞黃嘌呤(hypoxanthine)成為尿酸的主要酵素，而尿酸過高易引起痛風及並其併發症狀，目前以異位次黃嘌呤(allopurinol)為黃嘌呤氧化酶之良好抑制劑而作為治療痛風的主要藥物。研究黃嘌呤氧化酶之反應動力學與催化作用，有助於更精確的掌握投藥量與開發更有效之藥物。 早期研究認為黃嘌呤氧化酶兩個單體間之催化行為是各自獨立，不受彼此影響。本研究利用不同活性的黃嘌呤氧化酶(AA、AI、II form)觀察其對受質6-formylpterin(6FP)與氘化之6-formylpterin (D-6FP)的催化行為。實驗中發現，當黃嘌呤氧化酶兩個單體其中之一佔有受質時，會造成另一個單體催化能力的改變，期間存在了顯著的交互作用。 此外，黃嘌呤氧化酶催化6FP與D-6FP時，其同位素效應並不明顯；而在照光的條件下，同位素效應相繼提升，進而推斷黃嘌呤氧化酶催化6FP的過程中，6FP的酮基與很有可能與XOD氨基酸序列上的離胺酸(lysine)或精胺酸(arginine)形成具有席夫鹼(Schiff base)結構的中間產物，而產生了”光誘發催化”，藉由蛋白質水解技術，觀測到6FP與黃嘌呤氧化酶之氨基酸序列產生了化學鍵結，合理解釋了為何在催化受質6FP無法看到顯著的同位素效應之故。
參考文獻
1. Hille, R., and Nishino, T. (1995). "Flavoprotein structure and mechanism. 4. Xanthine oxidase and xanthine dehydrogenase."Faseb. J. 9(11): 995-1003.
2. Hille, R. (1996). "The Monomuclear Molybdenum Enzymes." Chem. Rev. 96(7): 2757-816.
3. Hille, R. (2005). "Molybdenum-containing hydroxylases." Arch. Biochem. Biophys. 433(1):107-11
4. Enroth, C., Eger, B. T., et al. (2000). "Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: Structure-based mechanism of conversion." Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97(20): 10723-8.
6. Hart, L. I., McGartoll, M. A., et al. (1970). "The composition of milk xanthine oxidase." Biochem. J. 116(5): 851-64.