非リボソームのペプチド合成酵素キャリアタンパク質の溶液構造は,その基板に負荷され,一時的な,明確に定義された接触を明らかにする

Andrew C Goodrich¹, Bradley J Harden¹, Dominique P Frueh¹

¹Department of Biophysics and Biophysical Chemistry, Johns Hopkins University School of Medicine , Hunterian 701, 725 North Wolfe Street, Baltimore, Maryland 21205, United States ;

Journal of the American Chemical Society

|September 4, 2015

まとめ

基板载体タンパク質 (CP) の最初の構造は,これらの分子が非リボソームペプチド合成酵素 (NRPS) 内でどのように相互作用するかを明らかにする. この研究は,NRPSの組み立てラインのメカニズムと天然製品の合成のためのタンパク質ダイナミクスを明らかにします.

科学分野:

生物化学
構造生物学
分子生物学

背景:

非リボソームペプチド合成酵素 (NRPS) は,天然製品の生物合成に不可欠な微生物酵素である.
NRPSの組み立てラインのチオエステル結合経由でフォスフォパンテイニルアームの結合基板を持つキャリアタンパク質 (CP).
基板負荷のCPを理解することはNRPSメカニズムを明らかにするために不可欠ですが,構造データは限られています.

研究の目的:

基板負荷のNRPSキャリアタンパク質 (CP) に関する最初の構造的洞察を提示する.
ホロ状態と基板状態におけるCPの動態と構成の変化を調査する.
NRPSドメインの相互作用と基板の配送を理解するための構造的基礎を提供する.

主な方法:

X線結晶学を用いて,ホロと基板負荷のNRPSアリルキャリアタンパク質の構造を決定した.
NRPS CPsの骨幹動態を測定するために定量分析が行われました.
構造データと動的データを分析し,義肢部分と形状の変化の役割を理解しました.

主要な成果:

原生チオエステル結合を備えたホロおよび基板負荷NRPSアリルCPの最初の構造が決定された.
CPのバックボーンダイナミクスの定量化により,プロテシス部分の柔軟性が明らかになり,タンパク質コアと相互作用し,溶液に拡張することができました.
基板の負荷は,フォスフォパントエニルアームの重要な形状変化を引き起こし,アクセシブルな結合表面を変えました.

結論:

この研究は,基板負荷のNRPS CPsに関する前例のない構造的およびダイナミックな情報を提供します.
発見は,キャリアタンパク質がNRPSの組み立てライン内の基板移転を促進し,相互作用を調節する方法を明らかにします.
この研究は,NRPS酵素による天然産物生物合成の理解を進める.

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