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谷胱甘肽转移酶是生物体内一类重要的解毒酶，主要催化体内疏水毒性分子亲核加成到还原性谷胱甘肽(GSH)的反应，广泛存在于各类原核和真核生物中，同时还具有过氧化物酶，异构酶和巯基转移酶等活性。kappa类GST(GSTk)由于其独特的细胞定位、氨基酸序列和拓扑结构，被特别单独分类，以区别于被广泛研究的胞浆/可溶性/经典GST(cGST)。在以往的研究中，这类GST的催化机制并未得到清楚的阐述。解析了不结合底物与结合抑制剂S-hexylglutathione(GTX)的两种不同形式的hGSTk晶体结构，并结合稳态酶动力学研究，揭示了hGSTk的催化机制。结合之前解析的结合氧化性谷胱甘肽(GSF)的hGSTk晶体结构，各种形式的hGSTk二聚体结构整体构象较为相似，呈现与cGST球状构象不同的蝴蝶形状，但a2-a3连接环和a3-a4连接环在结合底物前后呈现不同的构象。由于这些构象变化，hGSTk在结合底物前后，由“敞开”式构象而变为“闭合”式构象，以形成完整的GSH结合位点（G位点）和疏水底物结合位点（H位点）。G位点中保守的Serl6残基作为催化残基在反应中夺取GSH巯基的质子，而保守的Asp69、Set200、Asp201和Arg202与GSH的y-谷氨酰羧基形成相互作用网络，稳定了GS-的电荷。hGSTk的H位点位于蛋白表面的大型疏水口袋，这个疏水口袋的构象具有高度灵活性，可以适应各种不同疏水底物的结合。酶动力学研究表明，hGSTk在催化GSH和底物CDNB的连接反应中采取了快速平衡随机有序双-双模型。研究结果还提示其它GSTk酶可能采用同样的催化反应机制。以上结构与生化实验的结果将有助于人们进一步理解kappa类谷胱甘肽转移酶的催化机制。