Les glutathion transférases (GST) sont des enzymes de protection capables de conjuguer le glutathion (GSH) à des composés toxiques. Au cours de l'évolution, un important résidu de cystéine catalytique impliqué dans l'activation du GSH a été remplacé par la sérine ou, plus récemment, par la tyrosine. L'utilité de ces remplacements représente une énigme car ils ne produisent aucune amélioration de l'affinité envers GSH ou de sa réactivité. Nous montrons ici que ces changements protègent mieux la cellule des agressions à l'oxyde nitrique (NO). En fait, le complexe dinitrosyl·diglutathionyl ·fer (DNDGIC), qui se forme spontanément lorsque le NO pénètre dans la cellule, est très toxique lorsqu'il est libre en solution mais complètement inoffensif lorsqu'il est lié aux TPS. En examinant 42 GST différentes, nous avons découvert que seules les GST basées sur Tyr les plus récentes présentent suffisamment d'affinité pour DNDGIC (KD < 10−9 m) pour séquestrer efficacement le complexe. Les GST basées sur la ser et les GST basées sur la Cys présentent des affinités 102 à 104 fois inférieures, ce qui n'est pas suffisant à cette fin. La sensibilité au NO des bactéries qui n'expriment que des GST basées sur Cys pourrait être liée à la faible ou nulle affinité de leurs GST pour DNDGIC. Les GST ayant la plus forte affinité (GST à base de Tyr) sont également surreprésentées dans la région périnucléaire des cellules de mammifères, éventuellement pour la protection du noyau. Sur la base de ces résultats, nous proposons que l'évolution de la GST dans les organismes supérieurs puisse être liée à la défense contre le NO. Contexte : Pourquoi les GST ancestrales utilisent-elles la cystéine/sérine comme résidus catalytiques, alors que les GST plus récentes utilisent la tyrosine ?Résultats : Seules les GST les plus récemment évoluées présentent suffisamment d'affinité pour lier et rendre inoffensif le DNDGIC toxique (un transporteur naturel NO). Conclusion : l'évolution de la GST pourrait être liée à la défense contre NO.Significance : Cela représente une pièce supplémentaire dans le puzzle de l'adaptation évolutive à la toxicité NO. Les glutathion transférases (GST) sont des enzymes de protection capables de conjuguer le glutathion (GSH) à des composés toxiques. Au cours de l'évolution, un important résidu de cystéine catalytique impliqué dans l'activation du GSH a été remplacé par la sérine ou, plus récemment, par la tyrosine. L'utilité de ces remplacements représente une énigme car ils ne produisent aucune amélioration de l'affinité envers GSH ou de sa réactivité. Nous montrons ici que ces changements protègent mieux la cellule des agressions à l'oxyde nitrique (NO). En fait, le complexe dinitrosyl·diglutathionyl ·fer (DNDGIC), qui se forme spontanément lorsque le NO pénètre dans la cellule, est très toxique lorsqu'il est libre en solution mais complètement inoffensif lorsqu'il est lié aux TPS. En examinant 42 GST différentes, nous avons découvert que seules les GST basées sur Tyr les plus récentes présentent suffisamment d'affinité pour DNDGIC (KD < 10−9 m) pour séquestrer efficacement le complexe. Les GST basées sur la ser et les GST basées sur la Cys présentent des affinités 102 à 104 fois inférieures, ce qui n'est pas suffisant à cette fin. La sensibilité au NO des bactéries qui n'expriment que des GST basées sur Cys pourrait être liée à la faible ou nulle affinité de leurs GST pour DNDGIC. Les GST ayant la plus forte affinité (GST à base de Tyr) sont également surreprésentées dans la région périnucléaire des cellules de mammifères, éventuellement pour la protection du noyau. Sur la base de ces résultats, nous proposons que l'évolution de la TPS dans les organismes supérieurs puisse être liée à la défense contre le NO. Contexte : Pourquoi les TPS ancestrales utilisent-elles la cystéine/sérine comme résidus catalytiques, alors que les TPS plus récentes utilisent la tyrosine ? Résultats : Seules les GST les plus récentes présentent une affinité suffisante pour lier et rendre inoffensif le DNDGIC toxique (un transporteur naturel de NO). Conclusion : L'évolution de la TPS pourrait être liée à la défense contre le NO. Importance : Cela représente une pièce supplémentaire dans le puzzle de l'adaptation évolutive à la toxicité du NO.

Las glutatión transferasas (GST) son enzimas de protección capaces de conjugar el glutatión (GSH) con compuestos tóxicos. Durante la evolución, un importante residuo de cisteína catalítica involucrado en la activación de GSH fue reemplazado por serina o, más recientemente, por tirosina. La utilidad de estos reemplazos representa un enigma porque no producen mejoras en la afinidad hacia el GSH o en su reactividad. Aquí mostramos que estos cambios protegen mejor a la célula de los ataques de óxido nítrico (NO). De hecho, el complejodinitrosil·diglutationil ·hierro (DNDGIC), que se forma espontáneamente cuando el NO entra en la célula, es altamente tóxico cuando está libre en solución, pero completamente inofensivo cuando se une a las GST. Al examinar 42 GST diferentes, descubrimos que solo las GST basadas en Tyr evolucionadas más recientemente muestran suficiente afinidad por DNDGIC (KD < 10−9 m) para secuestrar el complejo de manera eficiente. Los GST basados en ser y los GST basados en Cys muestran afinidades 102–104 veces más bajas, lo que no es suficiente para este propósito. La sensibilidad a NO de las bacterias que expresan solo GST basadas en Cys podría estar relacionada con la afinidad baja o nula de sus GST por DNDGIC. Las GST con la mayor afinidad (GST basadas en Tyr) también están sobrerrepresentadas en la región perinuclear de las células de mamíferos, posiblemente para la protección del núcleo. Sobre la base de estos resultados, proponemos que la evolución de GST en organismos superiores podría estar relacionada con la defensa contra NO. Fondo: ¿Por qué las GST ancestrales utilizan cisteína/serina como residuos catalíticos, mientras que las GST evolucionadas más recientemente utilizan tirosina?Resultados: Solo las GST evolucionadas más recientemente muestran suficiente afinidad para unir y hacer inofensivo el DNDGIC tóxico (un portador natural de NO). Conclusión: la evolución de las GST podría estar relacionada con la defensa contra el NO. Significado: Esto representa una pieza más en el rompecabezas de la adaptación evolutiva a la toxicidad del NO. Las glutatión transferasas (GST) son enzimas de protección capaces de conjugar el glutatión (GSH) con compuestos tóxicos. Durante la evolución, un importante residuo de cisteína catalítica involucrado en la activación de GSH fue reemplazado por serina o, más recientemente, por tirosina. La utilidad de estos reemplazos representa un enigma porque no producen mejoras en la afinidad hacia el GSH o en su reactividad. Aquí mostramos que estos cambios protegen mejor a la célula de los ataques de óxido nítrico (NO). De hecho, el complejodinitrosil·diglutationil ·hierro (DNDGIC), que se forma espontáneamente cuando el NO entra en la célula, es altamente tóxico cuando está libre en solución, pero completamente inofensivo cuando se une a las GST. Al examinar 42 GST diferentes, descubrimos que solo las GST basadas en Tyr evolucionadas más recientemente muestran suficiente afinidad por DNDGIC (KD < 10−9 m) para secuestrar el complejo de manera eficiente. Los GST basados en ser y los GST basados en Cys muestran afinidades 102–104 veces más bajas, lo que no es suficiente para este propósito. La sensibilidad a NO de las bacterias que expresan solo GST basadas en Cys podría estar relacionada con la afinidad baja o nula de sus GST por DNDGIC. Las GST con la mayor afinidad (GST basadas en Tyr) también están sobrerrepresentadas en la región perinuclear de las células de mamíferos, posiblemente para la protección del núcleo. Sobre la base de estos resultados, proponemos que la evolución de GST en organismos superiores podría estar vinculada a la defensa contra el NO. Antecedentes: ¿Por qué las GST ancestrales utilizan cisteína/serina como residuos catalíticos, mientras que las GST evolucionadas más recientemente utilizan tirosina? Resultados: Solo los GST evolucionados más recientemente muestran suficiente afinidad para unir y hacer inofensivo el DNDGIC tóxico (un portador natural de NO). Conclusión: La evolución del GST podría estar vinculada a la defensa contra el NO. Importancia: Esto representa una pieza más en el rompecabezas de la adaptación evolutiva a la toxicidad del NO.

إن إنزيمات نقل الجلوتاثيون (GSTs) هي إنزيمات حماية قادرة على إقران الجلوتاثيون (GSH) بالمركبات السامة. أثناء التطور، تم استبدال بقايا السيستين الحفازة المهمة المشاركة في تنشيط الهرمون المنبه للجريب بسيرين أو، في الآونة الأخيرة، بالتيروزين. تمثل فائدة هذه الاستبدالات لغزًا لأنها لا تسفر عن أي تحسينات في التقارب تجاه GSH أو في تفاعله. نوضح هنا أن هذه التغييرات تحمي الخلية بشكل أفضل من إهانات أكسيد النيتريك (NO). في الواقع، فإن ثنائي النيتروزيل · ثنائي كلوتاثيونيل · مركب الحديد (DNDGIC)، الذي يتشكل تلقائيًا عندما يدخل NO إلى الخلية، يكون شديد السمية عندما يكون خاليًا من المحلول ولكنه غير ضار تمامًا عندما يرتبط بضريبة السلع والخدمات. من خلال فحص 42 ضريبة السلع والخدمات المختلفة، اكتشفنا أن ضريبة السلع والخدمات المستندة إلى صور التي تم تطويرها مؤخرًا فقط هي التي تعرض تقاربًا كافيًا لـ DNDGIC (أقل من 10 إلى 9 دنانير كويتية) لعزل المجمع بكفاءة. تُظهر ضريبة السلع والخدمات المستندة إلى SER وضريبة السلع والخدمات المستندة إلى CYS صلات أقل 102–104 مرة، وهي غير كافية لهذا الغرض. يمكن أن تكون حساسية NO للبكتيريا التي تعبر فقط عن ضريبة السلع والخدمات القائمة على CYS مرتبطة بالتقارب المنخفض أو الفارغ لضريبة السلع والخدمات الخاصة بها لـ DNDGIC. كما أن ضريبة السلع والخدمات ذات التقارب الأعلى (ضريبة السلع والخدمات المستندة إلى صور) ممثلة بشكل مفرط في المنطقة المحيطة بالنواة من خلايا الثدييات، ربما لحماية النواة. على أساس هذه النتائج، نقترح أن تطور ضريبة السلع والخدمات في الكائنات الحية الأعلى يمكن ربطه بالدفاع ضد NO.Background: لماذا تستخدم ضريبة السلع والخدمات القديمة السيستين/السيرين كمخلفات حفازة، في حين أن ضريبة السلع والخدمات المتطورة في الآونة الأخيرة تستخدم التيروزين ؟النتائج: فقط ضريبة السلع والخدمات التي تم تطويرها مؤخرًا تُظهر تقاربًا كافيًا لربط DNDGIC السام (حامل NO طبيعي) وجعله غير ضار. الخاتمة: يمكن ربط تطور ضريبة السلع والخدمات بالدفاع ضد NO. الأهمية: يمثل هذا جزءًا آخر في لغز التكيف التطوري مع NO السمية. إن إنزيمات نقل الجلوتاثيون (GSTs) هي إنزيمات حماية قادرة على إقران الجلوتاثيون (GSH) بالمركبات السامة. أثناء التطور، تم استبدال بقايا السيستين الحفازة المهمة المشاركة في تنشيط الهرمون المنبه للجريب بسيرين أو، في الآونة الأخيرة، بالتيروزين. تمثل فائدة هذه الاستبدالات لغزًا لأنها لا تسفر عن أي تحسينات في التقارب تجاه GSH أو في تفاعله. نوضح هنا أن هذه التغييرات تحمي الخلية بشكل أفضل من إهانات أكسيد النيتريك (NO). في الواقع، فإن ثنائي النيتروزيل · ثنائي كلوتاثيونيل · مركب الحديد (DNDGIC)، الذي يتشكل تلقائيًا عندما يدخل NO إلى الخلية، يكون شديد السمية عندما يكون خاليًا من المحلول ولكنه غير ضار تمامًا عندما يرتبط بضريبة السلع والخدمات. من خلال فحص 42 ضريبة السلع والخدمات المختلفة، اكتشفنا أن ضريبة السلع والخدمات المستندة إلى صور التي تم تطويرها مؤخرًا فقط هي التي تعرض تقاربًا كافيًا لـ DNDGIC (أقل من 10 إلى 9 دنانير كويتية) لعزل المجمع بكفاءة. تُظهر ضريبة السلع والخدمات المستندة إلى SER وضريبة السلع والخدمات المستندة إلى CYS صلات أقل 102–104 مرة، وهي غير كافية لهذا الغرض. يمكن أن تكون حساسية NO للبكتيريا التي تعبر فقط عن ضريبة السلع والخدمات القائمة على CYS مرتبطة بالتقارب المنخفض أو الفارغ لضريبة السلع والخدمات الخاصة بها لـ DNDGIC. كما أن ضريبة السلع والخدمات ذات التقارب الأعلى (ضريبة السلع والخدمات القائمة على صور) ممثلة بشكل مفرط في المنطقة المحيطة بالنواة من خلايا الثدييات، ربما لحماية النواة. على أساس هذه النتائج، نقترح أن تطور ضريبة السلع والخدمات في الكائنات الحية الأعلى يمكن ربطه بالدفاع ضد NO. معلومات أساسية: لماذا تستخدم ضريبة السلع والخدمات القديمة السيستين/السيرين كمخلفات حفازة، في حين أن ضريبة السلع والخدمات التي تم تطويرها مؤخرًا تستخدم التيروزين ؟ النتائج: فقط ضريبة السلع والخدمات التي تم تطويرها مؤخرًا تُظهر تقاربًا كافيًا لربط DNDGIC السامة (ناقل NO طبيعي) وجعلها غير ضارة. الاستنتاج: يمكن ربط تطور ضريبة السلع والخدمات بالدفاع ضد لا. الأهمية: يمثل هذا جزءًا آخر في لغز التكيف التطوري مع عدم وجود سمية.

Glutathione transferases (GSTs) are protection enzymes capable of conjugating glutathione (GSH) to toxic compounds. During evolution an important catalytic cysteine residue involved in GSH activation was replaced by serine or, more recently, by tyrosine. The utility of these replacements represents an enigma because they yield no improvements in the affinity toward GSH or in its reactivity. Here we show that these changes better protect the cell from nitric oxide (NO) insults. In fact the dinitrosyl·diglutathionyl·iron complex (DNDGIC), which is formed spontaneously when NO enters the cell, is highly toxic when free in solution but completely harmless when bound to GSTs. By examining 42 different GSTs we discovered that only the more recently evolved Tyr-based GSTs display enough affinity for DNDGIC (KD < 10−9 m) to sequester the complex efficiently. Ser-based GSTs and Cys-based GSTs show affinities 102–104 times lower, not sufficient for this purpose. The NO sensitivity of bacteria that express only Cys-based GSTs could be related to the low or null affinity of their GSTs for DNDGIC. GSTs with the highest affinity (Tyr-based GSTs) are also over-represented in the perinuclear region of mammalian cells, possibly for nucleus protection. On the basis of these results we propose that GST evolution in higher organisms could be linked to the defense against NO.Background: Why do ancestral GSTs utilize cysteine/serine as catalytic residues, whereas more recently evolved GSTs utilize tyrosine?Results: Only the more recently evolved GSTs display enough affinity to bind and make harmless the toxic DNDGIC (a natural NO carrier).Conclusion: GST evolution could be linked to the defense against NO.Significance: This represents a further piece in the puzzle of evolutive adaptation to NO toxicity. Glutathione transferases (GSTs) are protection enzymes capable of conjugating glutathione (GSH) to toxic compounds. During evolution an important catalytic cysteine residue involved in GSH activation was replaced by serine or, more recently, by tyrosine. The utility of these replacements represents an enigma because they yield no improvements in the affinity toward GSH or in its reactivity. Here we show that these changes better protect the cell from nitric oxide (NO) insults. In fact the dinitrosyl·diglutathionyl·iron complex (DNDGIC), which is formed spontaneously when NO enters the cell, is highly toxic when free in solution but completely harmless when bound to GSTs. By examining 42 different GSTs we discovered that only the more recently evolved Tyr-based GSTs display enough affinity for DNDGIC (KD < 10−9 m) to sequester the complex efficiently. Ser-based GSTs and Cys-based GSTs show affinities 102–104 times lower, not sufficient for this purpose. The NO sensitivity of bacteria that express only Cys-based GSTs could be related to the low or null affinity of their GSTs for DNDGIC. GSTs with the highest affinity (Tyr-based GSTs) are also over-represented in the perinuclear region of mammalian cells, possibly for nucleus protection. On the basis of these results we propose that GST evolution in higher organisms could be linked to the defense against NO. Background: Why do ancestral GSTs utilize cysteine/serine as catalytic residues, whereas more recently evolved GSTs utilize tyrosine? Results: Only the more recently evolved GSTs display enough affinity to bind and make harmless the toxic DNDGIC (a natural NO carrier). Conclusion: GST evolution could be linked to the defense against NO. Significance: This represents a further piece in the puzzle of evolutive adaptation to NO toxicity.