(1)結合能對於亞硫酸基轉移機制之影響(2)嗜熱性酵素-醯亞氨水解酵素之反應機制

Abstract

由於其特殊的性質及在工業上應用的潛力，嗜熱性酵素是近來酵素研究的一個"熱"門話題。然而從恆溫的動物中發現嗜熱性酵素，還是非比尋常。從豬肝臟中純化出來的醯亞氨水解酵素是一個很有特性的嗜熱性酵素。此酵素適合催化反應之溫度超過攝氏60度，反而較不適合於普通動物之體溫下反應。醯亞氨水解酵素催化許多不同醯亞氨的水解或合成，有趣的是，對於不同的受體，此酵素會選擇不同的反應狀況。例如醯亞氨水解酵素的旋光選擇性依受體之不同而異，而且還同時可以受到pH值的影響。醯亞氨水解酵素最適合反應之pH值也因受體之種類而不同，而且與醯亞氨基之pKa有對稱的關係。在已知的醯亞氨水解酵素中都含有過渡金屬，如鋅離子，亦可用Mn2＋離子取代，是為催化醯亞氨水解所必需。但是從豬肝或鼠肝純化出來的醯亞氨水解酵素不需要外加任何金屬離子，只有催化水解二氫尿嘧啶及二氫胸嘧啶時例外，而所需要的卻是鎂離子。以上這些發現都還有待進一步的確認及尋求其反應機制，以了解這些複雜現象的原因及用途。為何一個酵素會需要有如此多樣性之變化來催化醯亞氨之水解或合成？其目的是否是要在反應效率上及必須使用眾多受體中取得一個平衡？這些問題可從了解醯亞氨水解酵素的反應機制著手。我們曾提出醯亞氨水解酵素可能之反應機制(Yang etal., J Biol Chem 268, 10870, 1993)，用來解釋醯亞氨水解或合成時，受體之結構與酵素催化反應之相互影響，這個反應機制仍有待進一步證實。另外，醯亞氨水解酵素之嗜熱性是否為演化過程所保留下來的痕跡？我們可以比較不同來源的醯亞氨水解酵素，分析其cDNA及氨基酸序列與嗜熱性及反應機制之相互關係。這些都希望在本計劃進行後，能有進一步的了解。