Crystal Structure of Inorganic Pyrophosphatase From Schistosoma japonicum Reveals the Mechanism of Chemicals and Substrate Inhibition

可溶性无机焦磷酸酶（PPase）对于促进生物体的生长和发育至关重要，是一种重要的功能蛋白。为了深入了解日本血吸虫PPase（SjPPase）的分子基础，我们表达了重组SjPPase，分析了其对无机焦磷酸盐（PPi）的水解机理，并测定了其活性。此外，我们还解析了SjPPase与正磷酸盐（Pi）复合物的晶体结构，并将PPi和亚甲基二膦酸（MDP）分别与其活性位点进行对接实验。我们的结果表明，SjPPase具有PPi水解活性，并且随着MDP或NaF等抑制剂浓度的增加，该酶的活性降低。令人意想不到的，这种酶显示出底物抑制特性。通过PPi代谢途径分析，其底物抑制的生理作用可能包括节能、适应性细胞保护和调节生物合成速率。此外，脱辅基-SjPPase和含Pi的SjPPase的结构解析分别为2.6和2.3Å。PPi与SjPPase-Pi复合物活性部位的对接实验表明，过多的PPi可能会攻击催化循环中SjPPase-Pi复合物，阻止Pi释放从而导致底物抑制。我们的结果通过X射线晶体学揭示了脱辅基-SjPPase和SjPPase-Pi复合物的结构特征，为研究没有PPi转运体的生物-日本血吸虫及其PPase底物抑制机制奠定了基础。

本文的第一作者是中国疾控中心寄生虫病所吴群峰，通讯作者为中国疾控中心寄生虫病所陈军虎研究员和赣南师范大学李永东教授。该文发表于Front Cell Dev Biol. 2021;9:712328。

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