具有谷胱甘肽过氧化物酶活力的含硒三肽

doi:10.7503/cjcu20160101

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (7): 1302.doi: 10.7503/cjcu20160101

具有谷胱甘肽过氧化物酶活力的含硒三肽

尹居鑫^1,², 李祖宏^1,³, 牟颖^1,³, 吕绍武^1,²(), 罗贵民¹

1. 吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室, 2. 生命科学学院, 长春 130012
3. 浙江大学智能系统与控制研究所, 杭州 310027

收稿日期:2016-02-18 出版日期:2016-07-10 发布日期:2016-06-16
基金资助:
国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2013YQ470781)和吉林省自然科学基金(批准号: 20130101159JC)资助

Tripeptide Containing Selenium with Glutathione Peroxidase Activity^†

YIN Juxin^1,², LI Zuhong^1,³, MU Ying^1,³, LÜ Shaowu^1,^2,^*(), LUO Guimin¹

1. Key Laboratory for Molecular Enzymology and Engineering, Ministry of Education,2. College of Life Sciences, Jilin University, Changchun 130012, China
3. Institute of Cyber-Systems and Control, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China

Received:2016-02-18 Online:2016-07-10 Published:2016-06-16
Contact: LÜ Shaowu E-mail:lvsw@jlu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Major Scientific Instruments Development Project, China(No.2013YQ470781) and the Natural Science Foundation of Jilin Province, China(No.20130101159JC)

摘要/Abstract

摘要：

合成了由硒代半胱氨酸(U)、谷氨酰胺(Q)和色氨酸(W)组成的QUW, QWU, WQU, WUQ, UWQ和UQW 6个具有谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活力的含硒三肽; 采用双酶偶联法进行了GPx活力测定和稳态动力学分析; 通过噻唑蓝(MTT)比色法、划痕愈合实验和Western blot技术表征了含硒三肽对肝癌HepG2细胞生长和迁移能力的影响. 结果表明, 当U位于氨基端时, 含硒三肽的GPx活力高于U位于中间位置或者羧基端时. UWQ催化谷胱甘肽(GSH)还原H₂O₂的活力最高, 其催化机制为乒乓机制. UWQ可使HepG2细胞运动能力减弱, 降低肝癌细胞的浸润转移能力.

关键词: 谷胱甘肽过氧化物酶, 模拟物, 含硒三肽

Abstract:

Six selenium-containing tripeptides(QUW, QWU, WQU, WUQ, UWQ and UQW) were synthesized by solid-phase synthesis technology based on the catalytic triad of native glutathione peroxidase(GPx). The GPx activities and the kinetics of the tripeptide were determined by the enzyme coupling method. The effects of tripeptide on HepG2 cells growth and migration were assessed using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) assay, wound assay and Western blot method. The results showed that the GPx activity of the tripeptide with U at the amino terminal was higher than that of U at the middle position or the carboxyl terminal. Among the six tripeptide, the activity of UWQ catalyzed by glutathione(GSH) reduced by hydrogen peroxide(H₂O₂) was higher than those of other tripeptides, and its catalytic mechanism was Ping-Pong mechanism. UWQ can dosedependently discrease migration speed of HepG2 cells to exercise, and reduce the invasion and metastasis of HepG2 cells.

Key words: Gluathione peroxidase, Mimics, Tripeptide containing selenium

中图分类号:

TrendMD:

尹居鑫, 李祖宏, 牟颖, 吕绍武, 罗贵民. 具有谷胱甘肽过氧化物酶活力的含硒三肽. 高等学校化学学报, 2016, 37(7): 1302.

YIN Juxin, LI Zuhong, MU Ying, LÜ Shaowu, LUO Guimin. Tripeptide Containing Selenium with Glutathione Peroxidase Activity^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(7): 1302.

图/表 7

Fig.1 Catalytic triad of GPx(PDB data: 1gp1)[3]

Table 1 GPX-like activies of 3P and other GPX mimics

Sepecies	Substrate	Activity/(U·μmol^-1)
WQU	H₂O₂	0.40±0.03
QWU	H₂O₂	0.42±0.04
WUQ	H₂O₂	0.72±0.07
QUW	H₂O₂	0.74±0.05
UQW	H₂O₂	1.12±0.13
UWQ	H₂O₂	2.10±0.11

Fig.2 Double-reciprocal plots for the reduction of H2O2 by GSH catalyzed by UWQ(A) [GSH]/(mmol·L-1): a. 0.5; b.1.0; c. 2.0. (B) [H2O2]/(mmol·L-1): a. 0.2; b. 0.5; c. 1.0.

Table 2 Kinetic parameters of GPx mimics

Sepecies	k_max/min^-1	K_m,GSH/mmol	$K m, H 2 O 2$ /mmol	k_max $K m, GSH - 1$ /(mol^-1·min^-1)	k_max $K m, H 2 O 2 - 1$ /(mol^-1·min^-1)
UWQ	8.83	11.34	8.86	7.79×10²	9.97×1 $02$
UQW	8.46	13.82	8.97	6.12×10²	9.43×10²

Table 2 Kinetic parameters of GPx mimics

Sepecies	k_max/min^-1	K_m,GSH/mmol	$K m, H 2 O 2$ /mmol	k_max $K m, GSH - 1$ /(mol^-1·min^-1)	k_max $K m, H 2 O 2 - 1$ /(mol^-1·min^-1)
UWQ	8.83	11.34	8.86	7.79×10²	9.97×1 $02$
UQW	8.46	13.82	8.97	6.12×10²	9.43×10²

Fig.3 Cell viability of HepG2 cells treated by WUQ for 24 hError bars represent mean±SE for n=8. # p<0.05; ## p<0.01.

Fig.4 Cell migratory ability(A) and relative wound closue(B) of HepG2 cells treated by WUQ for 24 h(A) Conditions, [WUQ]/(mmol·L-1) and time/h: (A1) 0, 0; (A2) 5, 0; (A3) 10, 0; (A4) 15, 0; (A'1) 0, 24; (A'2) 5, 24; (A'3) 10, 24; (A'4) 15, 24. (B) Error bars represent mean±SE for n=5. # p<0.05; ## p<0.01.

Fig.5 Western blot analysis of MMP-9 and AFP protein expression(A) and relative protein expression(B) in HepG2 cells treated by WUQ for 24 h (B) Error bars represent mean±SE for n=3. # p<0.05; ## p<0.01.

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