蛋氨酸又名甲硫氨酸,为体内甲基的主要供体,也是唯一含硫醚的必需氨基酸。其生理功能主要表现在:参与体内甲基的转移;维持机体生长发育和氮平衡,在临床上可用于防治肝脏疾病、治疗蛋白质不足引起的营养不良症等症状。然而L-蛋氨酸是生物体内最易被氧化的氨基酸之一,氧化产物主要为L-蛋氨酸亚砜(L-Met-O)。生物体内源系统产生的自由基或非自由基氧化物(ROS)都能致使其氧化。
L-蛋氨酸亚砜的生成是可逆的,绝大部分的细胞内都会有与之相对应的酶使之还原成蛋氨酸。而氧化生成的蛋氨酸亚砜具有两种构型:S和R构型。相对应的,生物体内亦存在两类蛋氨酸亚砜还原酶(Msrs),分别称之为MsrA和MsrB,其中MsrA是特定还原S构型的蛋氨酸亚砜的还原酶,而MsrB是特定还原R构型的蛋氨酸亚砜的还原酶。L-蛋氨酸与R或S构型的蛋氨酸亚砜间相互转变的如图所示。

分析方法
通过查阅文献,现应用于检测L-Met-R,S-O的方法主要是HPLC法。Sharov等于1999年首次使用邻苯二甲醛/2-巯基乙醇(OPA/2-mercaptoethanol)作为衍生试剂,C18-RP-HPLC柱前衍生测定L-Met-R,S-O两种异构体。钙调蛋白经双氧水氧化后,使用胰蛋白酶(trypsin)消化,经HPLC-ESI-MS收集含L-蛋氨酸亚砜的多肽片段,再经羧肽酶Y类(Carboxypeptidase Y)消化得到游离的L-Met-R,S-O。在40min内对比了标准L-蛋氨酸亚砜外消旋样品、氧化钙调蛋白样品以及使用牛肝肽蛋氨酸亚砜还原酶(pMSR)还原后的蛋白样品中L-Met-R-O和L-Met-S-O的含量。得到L-Met-S-O/L-Met-R-O比率分别为1.13±0.04,1.13±0.04,0.038±0.006。之后的文献报道中,检测L-蛋氨酸亚砜异构体的方法大都采用此法或进行了稍微的改进。Lee等采用上述方法研究了SK-Hep1肝细胞还原L-蛋氨酸亚砜的机制。SK-Hep1肝细胞因缺少MsrB,不能完全还原L-蛋氨酸亚砜,而通过在该细胞中表达酵母R-蛋氨酸亚砜还原酶,可以增强其抗氧化能力。
毛细管电泳(CE)应用于检测蛋氨酸亚砜异构体的报道仅有一例。Uthus于2010年以4-二甲氨基偶氮苯-4’-磺酰氯(DAB-CL)衍生化的L-蛋氨酸亚砜作为底物,采用胶束毛细管电泳,通过分离分析Dabsyl-Met-R-O和Dabsyl-Met-S-O含量变化,来测定MsrA和MsrB的活性。分离电压为22.5KV,缓冲溶液采用25mM KH2PO4(pH8.0)中加入0.9%(V/V)十二烷基肌氨钠(N-lauroylsarcosine),25mM SDS,在20min内完成Dabsyl-Met-R-O和Dabsyl-Met-S-O的分离。采用该法测得Dabsyl-Met-R-O被MrsB还原的速率为5.4nmol/min/mg蛋白,Dabsyl-Met-S-O被MrsA还原的速率为0.41nmol/min/mg蛋白,而采用HPLC法测得MrsB与MrsA的还原酶活性分别为5.1 nmol/min/mg 蛋白,0.44nmol/min/mg 蛋白,验证了CE方法的可靠性。而采用CE法不用长时间的柱平衡过程,分离快速完成(20min),使用的分离缓冲溶液用量少,不需要使用价格昂贵且有环境污染的有机溶剂[1]。
参考文献
[1] 童国富. 蛋氨酸亚砜的毛细管电泳定量分析方法的研究[D]. 武汉:华中科技大学,2011. DOI:10.7666/d.d186905.