Bases estructurales para el reconocimiento de Sonic Hedgehog por Patched1 humano

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Biología del desarrollo

Sus antecedentes:

• La vía del erizo (Hh) regula los procesos críticos de desarrollo y regeneración.
• La activación de la vía Hh implica la unión del receptor de membrana Patched (Ptch) a los ligandos Hh.

Objetivo del estudio:

• Elucidar la base estructural de la activación de la vía Hh determinando las estructuras de Ptch1 humano y su complejo con el dominio N-terminal de Sonic hedgehog (ShhN).

Principales métodos:

• Se utilizó la crio-microscopía electrónica (cryo-EM) para determinar las estructuras de Ptch1 sola y en complejo con ShhN a alta resolución.
• El análisis mutacional guiado por la estructura se empleó para investigar el papel funcional de las características estructurales identificadas.

Principales resultados:

• Las estructuras revelaron la arquitectura de Ptch1, incluidos sus dominios extracelulares (ECD1, ECD2) y segmentos transmembrana (TM) que forman un dominio de detección de esteroles (SSD).
• Se observaron dos densidades en forma de esteroides: una dentro de ECD1 / 2 y otra en la cavidad SSD, lo que sugiere un papel para los esteroides en la función Ptch1.
• El análisis mutacional confirmó que la interacción entre ShhN y Ptch1 depende de la unión a esteroides, y un mutante con deficiencia de unión a esteroides mostró cambios conformacionales significativos.

Conclusiones:

• Las estructuras determinadas proporcionan información sin precedentes sobre los mecanismos moleculares de la regulación de la vía Hh por Ptch1.
• La unión de esteroides a Ptch1 es crítica para su interacción con ShhN y probablemente juega un papel clave en la modulación de la actividad de la vía Hh.