Chemical Modification and Feedback Inhibition of Arabidopsis thaliana Acetolactate Synthase

아라비돕시스 탈리아나 Acetolactate Synthase의 화학적 변형과 되먹임 방해

Acetolactate synthase (ALS) was partially purified from Escherichia coli MF2000/pTATX containing Arabidopsis thaliana ALS gene. The partially purified ALS was examined for its sensitivity toward various modifying reagents such as iodoacetic acid, iodoacetamide, N-ethylmaleimide (NEM), 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB), p-chloromercuribenzoic acid (PCMB), and phenylglyoxal. It was found that PCMB inhibited the enzyme activity most strongly followed by DTNB and NEM. Since iodoacetic acid did not compete with substrate pyruvate, it appeared that cysteine is not involved in the substrate binding site. On the other hand, the substrate protected the enzyme partly from inactivation by phenylglyoxal, which might indicate interaction of arginine residue with the substrate. The partially purified enzyme was inhibited by end products, valine and isoleucine, but not by leucine. However, the ALS modified with PCMB led to potentiate the feedback inhibition of all end products. Additionally, derivatives of pyrimidyl sulfur benzoate, a candidate for a new herbicide for ALS, were examined for their inhibitory effects.

아라비돕시스 탈리아나의 아세토락테이트 합성 효소 (ALS)를 그 유전자를 포함하고 있는 대장균 MF 2000/pTATX로부터 부분 정제하였다. 부분 정제된 이 효소를 가지고 여러 가지 변형 화학물질들 즉, 요오드아세트산, 요오드아세타마이드, N-에틸말레이미드 (NEM), 5,5'-디티오비스(2-니트로벤조산) (DTNB), 파라염화수은벤조산 (PCMB), 그리고 페닐글리옥살 등에 대한 민감성을 조사하였다. PCMB가 가장 민감하게 저해를 했으며, DTNB와 NEM이 그 뒤를 따랐다. 이 효소의 기질인 피루브산이 요오드아세트산에 의한 활성 저해를 보호하지 못하였으므로 기질의 결합에 시스테인의 관련이 없는 것 같이 보인다. 한편, 기질이 페닐글리옥살에 의한 효소의 활성 저해를 부분적으로 보호하는 것으로 보아 기질이 아르기닌기와 상호 작용함을 암시하고 있다. 부분 정제된 효소는 발린과 이소루신에 민감하게 방해를 받았으나 루신은 그렇지 않았다. 그러나, PCMB로 변형시킨 효소는 되먹임 방해를 더 강하게 받았다. 그 외 ALS에 대한 새로운 제초제 후보인 피리미디설퍼 벤조산 유도체의 저해 효과를 검토하였다.