초록
Saccharomyces cerevisiae에서 얻은 purine nucleoside phosphorylase (PNP)의 반응 기작을 밝히기 위해 반응속도론적 분석이 수행되어졌다. 반응기작에 PNP${\cdot}$phosphate와 PNP${\cdot}$ribose 1-phosphate의 binary complex가 형성되는 것으로 추정되어진다. Initial velocity와 product inhibition study의 결과는 반응이 ordered bi, bi reaction으로 일어난다는 것과 일치하고 있다. 두 개의 기질중 무기인산이 효소에 먼저 붙고, 그 다음에 nucleoside, 그리고 base가 효소를 떠나는 첫 번째 생성물이고 마지막으로 ribose 1-phosphate가 생성되고 효소는 원래의 상태로 돌아간다. 반응속도론적 분석에 이해 제안된 작용기작은 sulfhydryl reagents인 p-chloromercuribenzoate(PCMB) and 5,5'-dithiobisnitrobenzoate (DTNB)에 의한 효소의 불활성화에 대한 기질으 보호작용의 결과와 일치하고 있다. PNP는 ribose 1-phosphate와 phosphate에 의해 보호되지만 nucleoside나 base에 의해서는 아무런 효과과 없다는 사실은 반응 순서가 효소에 무기인산이 먼저 붙는 ordered bi, bi 기작이라는 것을 지지하고 있다. PCMB 나 DTNB에 의해 불활성화된 PNP는 dithiothreitol(DTT)에 의해서는 활성이 완전히 회복되고 2-mercaptoethanol에 의해서는 77%의 활성이 회복된다는 사실은 효소의 불활성화가 가역적이라는 것을 시사하고 있다. PCMB에 의해 불활성화된 효소는 inosine이 변화하는 기질일때 정상효소보다 높은 $K_m$과 낮은 $V_m$ 값을 보여주고 이런 현상은 DTT 처리시 원래의 상태로 돌아온다. DTNB에 의해 불활성화된 효소는 PCMB 처리시와 비슷하게 정상효소보다 높은 $V_m$ 값을 보이지만 $V_m$ 값은 큰 변화가 없다. S. cerevisiae PNP에서 발견되는 높은 무기인산의 농도에서의 하위단위체간의 음성적 협동성이 PCMB나 DTNB를 처리한 PNP에서는 보이지 않았다.
Kinetic analysis was done to elucidate the reaction mechanism of purine nucleoside phosphorylase (PNP) in Saccharomyces cerevisiae. The binary complexes of PNP${\cdot}$phosphate and PNP${\cdot}$ribose 1-phosphate were involved in the reaction mechanism. The initial velocity and product inhibition studies demonstrated were consistent with the predominant mechanism of the reaction being an ordered bi, bi reaction. The phosphate bound to the enzyme first, followed by nucleoside and base were the first product to leave, followed by ribose 1-phosphate. The kinetically suggested mechanism of PNP in S. cerevisiae was in agreement with the results of protection studies against the inactivation of the enzyme by sulfhydryl reagents, p-chloromercuribenzoate (PCMB) and 5,5'-dithiobisnitrobenzoate (DTNB). PNP was protected by ribose 1-phosphate and phosphate, but not by nucleoside or base, supporting the reaction order of ordered bi, bi mechanism. PCMB or DTNB-inactivated PNP was totally reactivated by dithiothreitol (DTT) and the activity was returned to the level of 77% by 2-mercaptoethanol, indicating that inactivation was reversible. The kinetic behavior of the PCMB-inactivated enzyme had been changed with higher $K_m$ value of inosine and lower $V_m$, and was restored by DTT. Inactivation of enzyme by DTNB showed similar pattern of K sub(m) value with that by PCMB, but had not changed the $V_m$ value, significantly. Negative cooperativity was not found with PCMB or DTNB treated PNP at high concentration of phosphate.
