インフルエンザA M2のpH感知ヒスティジンサイドチェーンにおけるイミダゾール-イミダゾール水素結合
Kumar Tekwani Movellan1, Melanie Wegstroth1, Kerstin Overkamp1
1Department of NMR Based Structural Biology , Max Planck Institute for Biophysical Chemistry , Am Fassberg 11 , Göttingen 37077 , Germany.
Journal of the American Chemical Society
|January 24, 2020
まとめ
インフルエンザA M2チャネルヒスティジン側鎖は中性状態で水素結合を形成し,ウイルスの複製に不可欠なpH依存型陽子伝導に影響を与えます. この発見は,M2チャネル機能と薬物相互作用の理解に影響を与える.
科学分野:
- 構造生物学
- ウイルス学
- バイオ物理学
背景:
- インフルエンザAのM2タンパク質は,ウイルスの脱毛に不可欠な陽子チャネルを形成する.
- ヒスティジン側鎖のプロトネーション状態 (pKa値) は,M2チャネル活動を調節する.
- 以前のモデルは,水に関連または水素結合ヒスティジン構造を提案した.
研究 の 目的:
- M2チャネル伝導領域におけるヒスティジン側鎖の構造的配置を調査する.
- 生理学的pHでヒスティジン残基のプロトネーション状態と相互作用を決定する.
- M2チャネルにおけるpH依存型陽子伝導のメカニズムを解明する.
主な方法:
- 脂質二層に再構成されたM2タンパク質の伝導ドメイン構造を用いた.
- 固体核磁気共振 (NMR) スペクトロスコーピーを使用し,100 kHzのマジック・アングル・スピニングを使用した.
- 2hJNNの分子間結合定数を測定し,水素結合の相互作用を検出した.
主要な成果:
- ヒスティジン残基のイミダゾール環は,中性電荷状態のpH 7. 8でも水素結合していることが観察されました.
- H37 Nε と Nδ の間の分子間 8.9 ± 0.3 Hz 2hJNN の水素結合が検出されました.
- この特定の水素結合の相互作用は,薬物結合M2チャネルサンプルには存在しなかった.
結論:
- M2チャネルのヒスティジン残基は,中性pHで水素結合四次構造を維持する.
- この固有の水素結合はpKa値とpH依存型陽子伝導に影響する.
- 観察された相互作用は,M2チャネルゲートと潜在的な薬物結合部位に関する新しい洞察を提供します.
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