PURIFICATION AND ALLOSTERIC PROPERITIES OF YEAST PYRUVATE KINASE

被引:175
作者
HAECKEL, R
HESS, B
LAUTERBORN, W
WUSTER, KH
机构
[1] Max-Planck-Institut für Ernährungsphysiologie, Dortmund
来源
HOPPE-SEYLERS ZEITSCHRIFT FUR PHYSIOLOGISCHE CHEMIE | 1968年 / 349卷 / 05期
关键词
D O I
10.1515/bchm2.1968.349.1.699
中图分类号
Q5 [生物化学]; Q7 [分子生物学];
学科分类号
071010 ; 081704 ;
摘要
1. Yeast pyruvate kinase was purified approximately 100 fold by a procedure involving cytolysis by toluene, alkaline extraction, fractionation with ammonium sulphate, adsorption on Blue Dextran and repetitive gelfiltrations. The specific activity of the stable enzyme was 200 μmoles · miN1 · mg enzyme proteiN1, for which a molecular weight of 200000 was determined by gel filtration. 2. Allosteric activation was observed with the following ligands: phosphoenolpyruvate (nh = 2.6), ADP (nh = 1.4), Fru-l,6-p2 (nH = 2.7), Mg2⊕ (nh = 2.7), Rb⊕ (nh = 2.7). Low concentrations of ATP and Ca2⊕ exerted activation under specified conditions. Allosteric inhibition was observed with ATP(nh > 5), citrate (nH = 3),NADP(nh = 6.3), Ca2⊕ (a/h = 2.1). Inhibitions were also observed with CTP, GTP, UTP, ITP, AMP and cyclic AMP. 3. Fru-1,6-P2 interferes with the activation by monovalent ions and markedly decreases the K1/2-value for phosphoenolpyruvate, transforming the sigmoi-dal phosphoenolpyruvate characteristic to a hyperbolic curvature. Fru-1,6-P2 also abolishes an ionized group of the enzyme-phosphoenolpyruvate-com-plex with a pK-value of 7.0. The transformation of the enzyme by Fru-1,6-p2 can also be detected by its loss of binding sites for Blue Dextran. Hexitol-diphosphate was found to be strong inhibitor of the enzyme. 4. The data are discussed in terms of the current allosteric theories of enzyme action as well as with respect to its significance for the operation of pyruvate kinase as a control unit in glycolysis. © 1968, Walter de Gruyter. Alle Rechte vorbehalten.; 1. Hefe-Pyruvatkinase wurde etwa l00fach angereichert. Die Aufarbeitung erfolgte über Cytolyse durch Toluol, alkalische Extraktion, Ammoniumsulfat-Fraktionierung, Adsorption an “Blue Dextran” und wiederholte Gelfiltrationen. Die spezifische Aktivität des stabilen Enzyms betrug 200 μMol gespaltenen Substrats · Min.-1 · mg EnzymproteiN1. Das Molekulargewicht wurde durch Gelfiltration zu 200000 ermittelt. 2. Allosterische Aktivierung wurde mit folgenden Liganden beobachtet: Phosphoenolpyruvat (nh = 2,6), ADP (nH = l,4),Fru-1.6-P2(nH = 2,7), Mg2⊕ (nH = 2,7), Rb⊕ (nH = 2,7). Niedrige Konzentrationen von ATP und Ca2⊕ bewirkten Aktivierung unter bestimmten Bedingungen. Allosterische Hemmung erfolgte mit ATP (nH > 5), Citrat (nH = 3), NADP (nH = 6,3) und Ca2⊕ (nH = 2,1). Außerdem wirkten CTP, GTP, UTP, ITP, AMP und cyclisches AMP hemmend. 3. Fru-l.6-.P2 beeinflußt die Aktivierung durch einwertige Ionen und senkt den K1/2-Wert für Phosphoenolpyruvat erheblich. Dabei wird die sigmoide Kurvenform in eine hyperbolische umgewandelt (bei Auftragung der Aktivität gegen die Phosphoenol-pyruvat-Konzentration). Durch Fru-l.6-p2 wird außerdem eine ionisierte Gruppe des Enzym-Phos-phoenolpyruvat-Komplexes mit einem pK-Wert von 7,0 entfernt. Die Umwandlung des Enzyms durch Fru-1.6-P2 ist außerdem aus seinem Verlust an Bindungsstellen für “Blue Dextran” ersichtlich. Hexitdiphosphat erwies sich als starker Inhibitor für das Enzym. 4. Die Ergebnisse werden diskutiert, sowohl in bezug auf die geltenden Theorien über allosterische Effekte beim Wirkungsmechanismus von Enzymen als auch in bezug auf die Bedeutung der Pyruvat-kinase als Kontrollpunkt in der Glykolyse. © 1968, Walter de Gruyter. Alle Rechte vorbehalten.
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