The apparent deglycase activity of DJ-1 results from the conversion of free methylglyoxal present in fast equilibrium with hemithioacetals and hemiaminals

Journal of Biological Chemistry, 2019

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Hybrid Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1074/jbc.ra119.011237
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Loss-of-function mutations in the gene encoding human protein DJ-1 cause early onset of Parkinson's disease, suggesting that DJ-1 protects dopaminergic neurons. The molecular mechanisms underlying this neuroprotection are unclear; however, DJ-1 has been suggested to be a GSH-independent glyoxalase that detoxifies methylglyoxal (MGO) by converting it into lactate. It has also been suggested that DJ-1 serves as a deglycase that catalyzes hydrolysis of hemithioacetals and hemiaminals formed by reactions of MGO with the thiol and amino groups of proteins. In this report, we demonstrate that the equilibrium constant of reaction of MGO with thiols is ∼500 m −1 at 37 °C and that the half-life of the resulting hemithioacetal is only 12 s. These thermodynamic parameters would dictate that a significant fraction of free MGO will be present in a fast equilibrium with hemithioacetals in solution. We found that removal of free MGO by DJ-1's glyoxalase activity forces immediate spontaneous decomposition of hemithioacetals due to the shift in equilibrium position. This spontaneous decomposition of hemithioacetals could be mistaken for deglycase activity of DJ-1. Furthermore, we demonstrate that higher initial concentrations of hemithioacetals are associated with lower rates of DJ-1–mediated conversion of MGO, ruling out the possibility that hemithioacetals are DJ-1 substrates. Experiments with CRISPR/Cas-generated DJ-1–knockout HEK293 cells revealed that DJ-1 does not protect against acute MGO toxicity or carboxymethylation of lysine residues in cells. Combined, our results suggest that DJ-1 does not possess protein deglycase activity.