Struktur und Mechanismus der Sanguinarin-Reduktase, ein Entgiftungsenzym aus Eschscholzia californica

Abstract

Die Sanguinarin-Reduktase (SR) reduziert die von Eschscholzia californica produzierten cytotoxischen Benzophenanthridin-Alkaloide zu den Dihydro-Alkaloiden. Sie erlaubt damit ein Recycling bestehend aus Ausscheidung in die Zellwand und Wiederaufnahme. Die SR zeigt eine starke Produkthemmung, welche durch Zusatz von Glutathion, das einen Komplex mit dem Substrat Sanguinarin bildet, vermindert werden konnte. Das Gen und die Aminosäuresequenz wurden aus einer Zellkultur von Eschscholzia isoliert. Zahlreiche Homologe in der NCBI-Datenbank erlaubten die Zuordnung der SR zur Familie der NAD(P)-bindenden-Rossmann-fold-Enzyme. Auf der Grundlage der Röntgenstruktur des Homologons 1XQ6 wurde ein 3D-Modell erstellt. Die Vorhersagen des Modells wurden durch gerichtete Mutagenese überprüft und zeigten, dass ein konserviertes Ser, eine neue katalytische Triade aus Cys-Asp-His sowie ein Insert von 13 Aminosäuren für die Katalyse entscheidend sind. Ein analog zur Biliverdin-Reduktase des Menschen verlaufender katalytischer Mechanismus wurde postuliert. Immunologische Versuche erlauben die Abgrenzung der SR gegenüber ihren Homologen.