前活性化されたアリストリンp44の結晶構造
Yong Ju Kim1, Klaus Peter Hofmann, Oliver P Ernst
1Institut für Medizinische Physik und Biophysik (CC2), Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, D-10117 Berlin, Germany.
Nature
|April 23, 2013
まとめ
Gタンパク質結合受容体 (GPCR) のシグナル伝達に不可欠なアレスティンの活性化には,C尾の移位が含まれています. この研究は,事前活性化されたアレスチン構造を明らかにし,重要な形状の変化と新しい活性化メカニズムを発見しました.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- 構造生物学 構造生物学とは
- 分子薬理学 分子薬理学
背景:
- アレスティンは,Gタンパク質結合受容体 (GPCR) 信号伝達を調節し,Gタンパク質の相互作用を阻害し,Gタンパク質独立経路を媒介する.
- アレスティンの活性化には,そのカルボキシ末尾 (C-tail) が受容体に結合したリン酸によって移動され,活性GPCRsに結合することが可能になる.
- アレスティンの不活性な構造は知られているが,C尾の移動によって引き起こされる活性化のメカニズムは不明である.
研究 の 目的:
- 前活性化されたアストレインの結晶構造を決定することによって,アストレイン活性化の構造的メカニズムを解明する.
- 重要な受容体結合ループを解放し,アリストリン-GPCRの相互作用を促進するC尾の移動の役割を調査する.
- アレスティンが活性GPCRsと結合することを可能にする構造変化を理解する.
主な方法:
- 牛のアレスティン-1スプライス変種p44のX線結晶学 (3.0 Å解像度),C尾切断型,事前活性化型.
- サイト指向の光スペクトロスコーピーは,形状の変化とそのアストレンの活性化と受容体結合における役割を確認します.
- 前活性化されたp44と基礎アレステン-1状態の比較構造分析.
主要な成果:
- p44の結晶構造は,中央極核とインターロブ水素結合の破裂によって特徴づけられる,基礎アレスティン-1と根本的に異なる形状を示しています.
- 2つのアレスティン葉の間に重要な回転 (~21°) が観察され,重要な受容体結合ループ (指ループ,ループ139およびゲートループ) の再配置が観察されました.
- これらの形状の変化は,アレスティンの活性化と受容体結合に不可欠であると検証され,C尾の移動がこれらのループを解放するメカニズムを示しています.
結論:
- アレスティンの活性化には,C尾の移位が関与し,これは,受容体相互作用する形状に制限され,拡張された形状に制限された中心の頂点の重要なループを解放します.
- アレスティン葉の間での柔軟性の増加は,活性GPCR表面に最適なフィッティングを容易にする.
- この発見は,受容体結合に備えたアストレインの構造のスナップショットを提供し,視覚系における自然に切り離されたアストレインの機能についての洞察を提供します.
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