Revista de glucómica y lipidómica
Acceso abierto

abstracto

Las cisteínas conservadas agrupadas en hialuronano sintasa median la activación cooperativa por iones Mg2+ y efectos inhibidores severos de cationes divalentes

Valarie L. Tlapak-Simmons, Andria P. Medina, Bruce A. Baggenstoss, Long Nguyen, Christina A. Baron y Paul H. Weigel

La hialuronano sintasa (HAS) usa UDP-GlcUA y UDP-GlcNAc para producir hialuronano (HA). Streptococcus equisimilis HAS (SeHAS) contiene cuatro cisteínas conservadas agrupadas cerca de la membrana y requiere fosfolípidos y Mg2+ para su actividad. La actividad de la enzima unida a la membrana o purificada mostró un perfil de saturación sigmoidal para Mg2+ con un coeficiente de Hill de 2. Para evaluar si los residuos de Cys son importantes para la cooperatividad, examinamos la dependencia de Mg2+ de mutantes con varias combinaciones de mutaciones Cys-to-Ala. Todos los mutantes Cys perdieron la respuesta cooperativa a Mg2+. En presencia de Mg2+, otros cationes divalentes inhibieron SeHAS con diferentes potencias (Cu2+~Zn2+ >Co2+ >Ni2+ >Mn2+ >Ba2+ Sr2+ Ca2+). Es probable que algunos iones metálicos divalentes se inhiban por desplazamiento de complejos Mg2+-UDP-azúcar (p. ej., Ca2+, Sr2+ y Ba2+ tenían valores de Ki aparentes de 2-5 mM). Por el contrario, Zn2+ y Cu2+ inhibieron más potentemente (Ki aparente ≤ 0,2 mM). La inhibición de SeHAS sin Cys por Cu2+, pero no por Zn2+, se atenuó en gran medida en comparación con el tipo salvaje. Los mutantes Cys dobles y triples mostraron sensibilidades diferentes a Zn2+ o Cu2+. Wildtype SeHAS permitió producir HA antes de la exposición a Zn2+ o Cu2+ y se protegió de la inhibición, lo que indica que el acceso de los iones metálicos a los grupos funcionales sensibles se vio obstaculizado en los complejos HAâHAS de acción procesiva. Concluimos que los residuos de Cys agrupados median interacciones cooperativas con Mg2+ y que los iones de metales de transición inhiben SeHAS de manera muy potente al interactuar con uno o más de estos grupos SH.