Abstract
Procine pepsin hydrolysis of hexapeptide L-S-pNF-Nle-A-OMe in the presence of dipeptide L-L generates a new peak on HPLC analysis of reaction mixtures that is not seen when enzyme is incubated with either peptide alone. The peaks can be detected spectroscopically at either 214 or 254 nm, the latter consistent with a new peptide containing the p-nitro-F residue. The data suggest acyl transpeptidation between E(L-S-pNF) and L-L to form L-S-pNF-L-L. Consistent with this inference are (1) the ability of L-L-NH$_{2}$ and inability of Boc-L-L to undergo a similar transpeptidation reaction, and (2) the data from electrospray mass spectrum. This synthesis requires that Nle-A-L-OMe be released before L-S-pNF, an order opposite to that proposed on the basis of product inhibition kinetics. Consistent with this inference are reciprocal solvent isotope effects ; normal isotope effects of 1.736$\pm$0.121 on the formation of Nle-A-L-OMe and 2.281$\pm$0.184 in the formation of L-S-pNF, coupled to an inverse isotope effects of 0.576$\pm$0.045 on the formation of L-S-pNF-L-L. Because transpeptidation precedes faster in D$_{2}$O, the isotopically-sensitive step must occur after release of Nle-A-L-OMe. Isotopically-enhanced transpeptidation is consistent with the Uni-Bi iso memchanism postulated on the basis of an isotope effects on Vmax but not on Vmax/Km$^{1)}$ and confirmed by isotope effects on the onset of inhibition by pepstatin$^{2)}$.
HPLC 및 electrospary mass spectrum으로부터 L-L dipeptide의 존제하에서 pepsin은 hexapeptide인 L-S-pNF-Nle-A-OMe를 가수분해하여 가수분해물외의 새로운 생성물을 합성하는 것이 확인되었다. 이 생성물은 254nm에서 p-nitro-Phe 잔기를 포함하는 peptide였다. 실험결과로부터 E(L-S-pNF)와 L-L 사이의 acyl transpeptidation에 의해 L-S-pNF-L-L가 생성됨을 뒷받침한다. 이러한 transpeptidation 결과는 product 저해실험에 의한 결과에 기초한 것과는 반대로 L-S-pNF가 해리되기전에 Nle-A-L-OMe가 먼저 한다는 것을 보여준다. 그리고, electrospray mass spectrum 으로부터 위에서 검출된 새로운 펩티드에 해당하는 peak (MW 636.1)을 얻었는데, 이는 새 펩티드의 생성을 확실히 증명하는 증거이다. 한편, Nle-A-L-OMe 생성에 대한 solvent isotope effect는 1.736$\pm$0.121이며 L-S-pNF는 2.28$\pm$0.184 그리고 L-S-pNF-L-L의 생성에는 inverse isotope effect로서 0.576$\pm$0.045였는데, 이는 상기 생성물 해리 순서를 확인시켜 준다. D$_{2}$에서 transpeptidation은 더 빠르기 때문에 isotopically-sensitive단계는 Nle-A-L-OMe해리후에 존재하는 것을 알 수 있다. 본 실험결과는, Rebholz and Northrop$^{1)}$ 및 Cho등의 $^{2)} iso-mechanism이론의 타당성을 제시한다.
