Untersuchungen zur Enzym-katalysierten Spaltung von Phosphorsäurediestern durch eine Nuclease aus Sinapis alba

Romogenate von Senfkeimlingen (Sin~is alba) besitzen eine auffallend hohe Aktivität für die ~ro~sche Spaltung der Phosphorsäurediesterbindungen in den Nucleinsäuren. Fraktio nierungen lassen erkennen, daß es sich hier um ein Gemisch von Phosphodiesterasen handelt. Stark ausgeprägt ist neben einer Diesteraseaktivität, die bei pR 5 ein Optimum besitzt, eine Aktivität im pR-Bereich zwischen 8 und 9. Beide Phospho diesterasen spalten sowohl RNS als auch DNS. Die im alkalischen pR-Bereich wirkende Diesterase benötigt als Cofaktor ein zweiwertiges Metallion. Sie verhält sich da bei wie die von Rarvey et ale [1,2J, Udvardy et ale [3J und Lerch und Wolf [4J untersuchten alkalischen Phosphorsäure diesterasen aus Karotten, Raferkeimlingen und Zuckerrüben blättern. Auch die von Laskowski [5,6J näher untersuchte Schlan gengiftdiesterase muß in diese Gruppe eingeordnet werden. Wenn auch eine Reihe von Daten über den Reaktionsablauf und die Spezifität vorliegen, so ist über die Funktion des Metallions nur wenig bekannt. Theoretisch ist es möglich, daß das Metall ion durch Ligandierungen die Konformation des Enzyms vor allem im aktiven Zentrum stabilisiert. Diese Annahme wurde von Storkebaum und Witzel [7J für eine ebenfalls im alkalischen pH-Bereich arbeitende Phosphorsäurediesterase nahegelegt. Das Metallion sollte aber auch in der Lage sein, in die Kata lyse einzugreifen. Ein solcher Vorschlag wurde zunächst von Becker [8J gemacht, der aus der pR-Abhängigkeit den Angriff eines Rydroxoliganden aus dem Metallkomplex postulierte, der die 3'-OH-Gruppe des Diesters substituiert.