水在碳水化合物与蛋白质结合中的参与:康卡纳瓦林A修订版

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 结构生物学 结构生物学
• 分子生物物理学 分子生物物理学

背景情况:

• 蛋白质 - 连接体界面上的有序水分子影响蛋白质的稳定性和结合.
• 康卡纳瓦林A (Con A) 莱克丁与碳水化合物的相互作用涉及保存的水分子.
• 一个合成的ConA连接体被设计成可能取代一个关键的水分子.

研究的目的:

• 为了确定含有基乙烯的合成连接体是否会在Con A结合中取代保存的水分子.
• 与天然三糖相比,阐明合成配体相对较低亲和力的结构和能量基础.

主要方法:

• 进行X射线晶体学以获得Con A-合成联结体复杂结构.
• 分子动力学模拟和热力学整合计算.
• 对实验热力学数据的分析.

主要成果:

• 晶体结构表明,保留的水分子并没有被合成联体的基乙基取代,尽管其相互作用发生了变化.
• 分子动力学和热力学集成表明,范德瓦尔斯接触,而不是静电,主要是导致结合亲和度降低的原因.
• 较低的亲和力归因于通过扰乱的保存水分子与蛋白质的相互作用较弱.

结论:

• 保存的水分子在Con A联体结合中发挥着关键作用,即使在结构上受到干扰时也是如此.
• 范德瓦尔斯相互作用的差异,由保存的水介导,从根本上驱动了改变的结合亲和力.
• 这些发现协调了结构,动态和热力学数据,解释了合成配体的力驱动的结合和降低的力惩罚.