霍乱弧菌中转运 Na⁺ 的草酰乙酸脱羧酶：底物的功能性互变异构体及催化中的质子通路

内容形式：摘要译文

膜结合型脱羧酶将羧酸脱羧与 Na⁺ 向原核细胞外的转运相偶联。脱羧酶作用的分子机制尚不清楚，这与其他初级离子泵的研究已取得进展形成对比。由于测定过程中底物的酮-烯醇互变异构较慢，脱羧酶活性的测定较为复杂。我们发现，在草酰乙酸由烯醇形式转化为酮式形式的过程中，HEPES 作为一般酸催化剂促进 C–H 键形成的效率异常高。因此，在测定体系中加入 HEPES，可消除互变异构速率对所测脱羧速率的影响。通过考察草酰乙酸互变异构速率及平衡对溶剂性质和 pH 的依赖关系，我们确定，只有草酰乙酸的酮式异构体才能被霍乱弧菌草酰乙酸脱羧酶转化。稳态动力学测定未发现草酰乙酸转化与 Na⁺ 结合存在协同性。离子载体（CCCP、缬氨霉素和 ETH157）对霍乱弧菌细胞制备的吡喃宁负载膜泡中质子转运的影响表明，草酰乙酸转化为丙酮酸所需的质子从膜的细胞质侧摄取。此外，这些影响提示，ΔpH 的形成源于以 Na⁺ 为交换对象的次级电泳性质子转运。这些发现增进了我们对细菌中脱羧反应驱动 Na⁺ 转运分子机制的理解。

关键词：草酰乙酸脱羧酶 · Na⁺转运 · 酮-烯醇互变异构 · 质子通路 · 霍乱弧菌

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.08.730933v1?rss=1