مقایسه رفتار آلوستریکی متیل گلی اکسال سنتاز مزوفیل و همتای ترموفیل آن با بررسی نقش قطعه پپتیدی ده آمینواسیدی انتهای کربوکسیل آنزیم

آنزیم متیل گلی اکسال سنتاز (mgs) (4.2.3.3 ec) واکنش حذفی تبدیل دی هیدروکسی استون فسفات (dhap) را به متیل گلی اکسال انجام می دهد. این آنزیم دارای 6 زیر واحد است که در حضور و عدم حضور فسفات دارای رفتار سینتیکی متفاوتی است و در حضور فسفات، به عنوام مهار کننده آلوستریک، رفتار متعاون از خود نشان می دهد. مقایسه توالی آمینو اسیدی دو آنزیم متیل گلی اکسال سنتاز حاصل از باکتری e.coli با 152 آمینواسید و حاصل از باکتری thermus sp. gh5 با 132 آمینواسید (به ترتیب emgs و tmgs) نشان می دهد که کمبود 10 آمینو اسید انتهای کربوکسی در آنزیم tmgs منجر به نقص یکی از مسیرهای آلوستریکی در این آنزیم شده است. این توالی 10 آمینواسیدی دربردارنده آرژنینی است که جهت برقراری پل نمکی با آمینواسید آسپارتات انتهای آمینی آنزیم در زیر واحد مجاور و در نتیجه برقراری پیام آلوستریک بین زیرواحدها ضروریست. جهت بازبینی نقش این آرژنین، ژن کد کننده آنزیم tmgs به همراه توالی 30 نوکلئوتیدی کد کننده 10 آمینواسید مذکور کلون شد و آنزیم جدید tmgs+ با 142 آمینو اسید مورد مطالعات سینتیکی قرار گرفت. افزایش ضریب هیل از مقدار 5/1 به 99/1 نشان داد که افزایش این دنباله در افزایش تعاونی آنزیم تأثیر گذار بوده است. مطالعات تکمیلی شامل جهش در آسپارتات کونژگه با آرژنین در آنزیم های tmgs و tmgs+ و مقایسه ضریب هیل آنها برقراری پیام آلوستریکی را در tmgs+ تأیید کرد. از طرفی مطالعه ساختار دو بعدی شامل سنجش طیف cd این دو آنزیم افزایش ساختار مارپیچ در tmgs+ را تأیید می کند و طیف فلورسانس و غیرفعال سازی حرارتی برگشت ناپذیر این آنزیم ها نشان می دهد که ساختار tmgs+ تراکم بیشتری نسبت به tmgs دارد. در فاز دوم بررسی نقش قطعه 10 آمینو اسیدی انتهای کربوکسی آنزیم در خاصیت آلوستریکی، آنزیم mgs از باکتری e.coli کلون شد و پارامترهای سینتیکی و ضریب هیل آن مورد سنجش قرار گرفت. ضریب هیل این آنزیم برابر با آنچه در مورد آنزیم tmgs+ بدست آمده بود محاسبه شد که این مسئله تأیید می کند که مسیرهای انتقال اثر آلوستریک همان مسیرهایی هستند که قبلاً گزارش شده بود. در ادامه گونه آنزیمی emgs-?c با حذف قطعه 10 آمینواسیدی از انتهای کربوکسی آنزیم emgs جهت تأیید نهایی مطالعات ساخته شد و انتظار می رفت که ضریب هیل کاهش معنا داری را نشان دهد در حالیکه سنجش های سینتیکی نتیجه غیر منتظره افزایش خاصیت آلوستریکی آنزیم و متعاون شدن در عدم حضور فسفات را برای این آنزیم جدید نشان می دهد.