硒结合蛋白的铜依赖性硫醇氧化酶活性的进化保守性

《Antioxidants》：Evolutionary Conservation of the Copper-Dependent Thiol Oxidase Activity of Selenium-Binding Proteins

　　

人硒结合蛋白1（SELENBP1）是一种甲硫醇氧化酶（MTO），可将甲硫醇（MT）转化为硫化氢（H₂S）、过氧化氢（H₂O₂）和甲醛（HCHO）。SELENBP1在所有生命域中均存在直系同源物。RdMTO是在海洋细菌玫瑰杆菌（Roseobacter denitrificans）中新近鉴定的一种直系同源酶，研究人员推测其需要最接近C末端的半胱氨酸残基Cys448来结合MT，并将MT氧化为硫烷硫（S₀）而非H₂S。SELENBP1与RdMTO表现出约53%的序列同一性，其中Cys448（在SELENBP1中编号为Cys466）及铜结合所需氨基酸均保守。因此，研究人员在此比较了重组SELENBP1和RdMTO的MTO活性。研究人员发现，与RdMTO类似，SELENBP1能以严格铜依赖性方式将MT及结构相关的烷基硫醇转化为H₂S、H₂O₂，且在MT底物情况下还生成HCHO。两种蛋白各自C末端半胱氨酸残基突变后，其MTO活性降低但未完全丧失。因此，作为铜依赖性MTO发挥作用的硒结合蛋白，其催化机制似乎从细菌到人类均进化保守。推测该酶是原核生物的早期进化产物，用以应对其环境中的有毒硫醇。

硒结合蛋白铜依赖性硫醇氧化酶活性的进化保守性——论文解读

一、研究背景与科学问题

人硒结合蛋白1（SELENBP1）于1997年通过其小鼠直系同源物的⁷⁵Se放射性标记首次被描述，参与蛋白质转运与降解、脂质代谢、氧化还原稳态、细胞增殖与分化等多种生理过程，并被视作肿瘤抑制因子。2018年，研究人员发现SELENBP1具有甲硫醇氧化酶（methanethiol oxidase, MTO）活性，可将有毒挥发性硫化合物甲硫醇