以核磁共振光譜研究磷酸水解酶抑制蛋白的結構.pdfVIP

中華民國九十六年第六十五卷第一期 CHEMISTRY (The Chinese Chemical Society, Taipei) March 2007, Vol. 65, No. 1, pp.35-43 35 回顧論文 以核磁共振光譜研究磷酸水解酶 抑制蛋白的結構 唐子鈞 錢嘉琳* 國立東華大學 化學系 摘要：本文將討論如何利用多維核磁共振光譜判定蛋白質化學位移並推測出其可能的二維結構，這些資 料將可提供蛋白質與其結合蛋白質間作用機制的重要參考資料。我們將以第一型抑制蛋白為例闡述。 關鍵字：核磁共振光譜、磷酸水解.蛋白質、結構。 種抑制分子的調控，例如抑制型蛋白第一型(inhibitor-1, 前 言 I1) 、DARPP-32(Dopamine- and cAMP- Regulated Phosphoprotein, Mr= 32,000) 或抑制型蛋白第二型 在人體生理機能調控中，蛋白質磷酸化及去磷酸 (inhibitor-2 ；I2) ，此些抑制蛋白會依本身磷酸化程度 化的過程，扮演了一個重要的調控機能。例如醣類的 的不同而抑制一型磷酸水解酶活性，水解酶本身又會 代謝 (Glucose metabolism) 、細胞分裂(cell division)與 和一些鍵結分子結合，如GM (glycogen subunit) 、M110 肌肉的收縮皆是依蛋白磷酸酶(protein kinases)以及磷 和 NIPP(nuclear inhibitor phophoprotein)等，因為鍵結 酸水解酶(protein phosphatase)磷酸化和去磷酸化相關 分子與水解酶的結合，而使其與肝糖等磷酸化受質距 蛋白質來作調控 1 。對蛋白磷酸酶以及磷酸水解酶來 離較為接近。二型磷酸水解酶則又再被細分為三類， 說，其活性主要受到如 cAMP 、Ca+2 等二級訊息傳遞 Protein phosphatase 2A(PP2A), 其不受金屬離子或輔酶 分子的調控，當細胞膜上的接受蛋白(receptor)受到膜 的調控，且對抑制型蛋白第一型和 DARPP-32 具有良 外的訊息刺激，便會影響細胞膜內二級訊息傳遞分子 好的去磷酸化活性、Protein phosphatase 2B(PP2B) 或 的濃度，而改變蛋白磷酸酶的磷酸化活性，例如因為 稱為 calcineurin ，其特徵為C 端調節區上有一段會與 cAMP 的濃度增加，會使蛋白磷酸酶A 型(protein kinases 鈣調素發生鍵結區域，且在神經細胞中有廣泛的分佈， A)活性增加而使與其相關的蛋白磷酸化程度提高，又 故得名之，活性會受到鈣離子、鈣調素及 cAMP 的調 或當 Ca+2 濃度因膜外的訊息刺激而提高，會使鈣調素 控，和 PP2A 一樣，PP2B 對抑制型蛋白第一型和 (Calmodulin)與四個 Ca+2 發生鍵結，而具備調節 B 型 DARPP-32 亦具有良好的去磷酸化活性。Protein 磷酸水解酶(PP2B)去磷酸化的活性。磷酸水解酶的活 phosphatase 2C(PP2C) 則必需要有鎂離子的存在才會 性主要受到二價陽離子和一些磷酸抑制蛋白的調控， 有明顯的活性。 依去磷酸化發生的位置分為鉻胺酸磷酸水解酶(tyrosine 一型磷酸水解酶廣泛分布於人體各組織，主要分 protein phosphatase) 、絲胺酸/ 酥胺酸磷酸水解酶 為活化區與調節區兩部分，依照分布區域的不同，負 (Serine/threonine protein phosphatase)兩種。 責調節細胞不同的重要功能，例如細胞分裂3 、醣類代 依據絲胺酸、酥胺酸磷酸水解酶對受質和抑制劑 謝2