Fisher A, Davies E, Fraser R, Connell J M
Department of Medicine and Therapeutics, Western Infirmary, Glasgow, Scotland.
Clin Exp Pharmacol Physiol Suppl. 1998 Nov;25:S42-6. doi: 10.1111/j.1440-1681.1998.tb02299.x.
编码醛固酮合酶(CYP11B2)和11β-羟化酶(CYP11B1)的基因在核苷酸水平上非常相似(同源性>95%)。尽管如此,以及相应的氨基酸序列相似性,这两种酶在功能和底物特异性上仍存在相当大的差异。在本研究中,我们研究了两种酶之间不同的两个氨基酸(147和248)的作用,以确定醛固酮合酶和11β-羟化酶对11-脱氧皮质酮(DOC)进行11-羟化的能力差异。
含有编码野生型醛固酮合酶、野生型11β-羟化酶以及醛固酮合酶突变形式(D147E和I248T)的cDNA的质粒在非类固醇生成的COS-7细胞中瞬时表达,其中147位残基(外显子3中的天冬氨酸)或248位残基(外显子4中的异亮氨酸)的密码子已被改变,以分别编码来自11β-羟化酶的相应氨基酸(谷氨酸和苏氨酸)。所有转染均与牛肾上腺皮质铁氧化还原蛋白共转染。然后将细胞与[3H]-DOC孵育48小时,并通过薄层层析测量氚化产物来测量皮质酮(B)、18-羟皮质酮(18-OHB)和醛固酮的生成。
与野生型醛固酮合酶相比,编码来自11β-羟化酶第147位氨基酸的突变形式(D147E)在脱氧皮质酮的11β-羟化方面更有效(B:DOC比值从野生型的0.53±0.05变为突变型的3.05±0.37;P<0.001)。然而,B的18-羟化以及该类固醇转化为醛固酮不受影响。从DOC生成醛固酮增加了20%(P<0.05)。然而,与野生型11β-羟化酶相比,突变的醛固酮合酶(D147E)仍然效率较低(B:DOC比值为6.2±0.41)。编码来自11β-羟化酶第248位氨基酸的突变醛固酮合酶(I248T)在DOC转化为B或醛固酮生成方面没有变化。
这些数据表明147位对DOC的11β-羟化效率有重要影响,并表明这是两种酶在确定功能特异性方面的关键差异。然而,其他残基也必定对11β-羟化酶的11-羟化效率有贡献。相比之下,氨基酸248是外显子4中两种酶之间少数几个差异之一,它不影响酶的效率。由于醛固酮合酶和11β-羟化酶活性改变被认为是原发性高血压的一种重要中间表型,此类研究将有助于我们理解结构-功能关系,而这对于理解基因变化如何导致观察到的表型差异是必要的。