熱力学と触媒のジャーナル
オープンアクセス

概要

アミノグリコシドヌクレオチジルトランスフェラーゼ（2³）-Iaの酵素抗生物質複合体の熱力学的性質に対するプロトン結合の影響

エドワード・ライトとエンギン・H・セルペルス

アミノグリコシドヌクレオチド転移酵素 (2″)-Ia (ANT) は、特定のアミノグリコシド系抗生物質の共有結合修飾を触媒し、この酵素を持つ細菌に耐性を付与します。酵素–アミノグリコシド複合体の熱力学的特性に対する pH およびプロトン結合の影響を調べるために、構造的に類似した 2 つの基質 (カナマイシン A およびカナマイシン B) と構造的に異なる阻害剤 (ネオマイシン) を用いた等温滴定熱量測定 (ITC) 実験を行いました。データによると、ネオマイシンまたはカナマイシン B の 2′-アミノ基と相互作用する酵素上の 1 つ以上のカルボキシル基の pKa が低下しました。この部位のプロトン化状態は、リガンドの ANT への結合親和性に有意な影響を及ぼしました。ITC 実験では、高 pH 値での親和性の低下は、カナマイシンに比べてネオマイシンではそれほど顕著ではないことも示されました。この違いは、遊離ネオマイシンの pKa が高く、ANT-ネオマイシン複合体で上方シフトした結果です。親和性の低下と、pH 最適値より上と下での結合関連プロトン化の違いは、これら 2 つの要因だけでは完全には説明できません。したがって、ANT-アミノグリコシド複合体の形成には、リガンドと酵素の両方の複数の官能基のプロトン化と脱プロトン化が関与しており、これが複合体形成の pH プロファイルにも影響します。