通过定量交叉连接质谱和AlphaFold2子样本对诱导性NO合成酶的突变影响的解读

科学领域:

• 生物化学
• 结构生物学
• 酵素学

背景情况:

• 哺乳动物的氧化合成酶 (NOS) 是氧化生物合成中至关重要的黄血蛋白.
• 它们的活性取决于动态的域间相互作用,特别是由卡尔莫杜林 (CaM) 促进的FMN-海姆复合体.
• 之前的研究使用了定量交叉连接质谱 (qXL MS) 来分析神经元NOS动态.

研究的目的:

• 使用qXLMS研究E546N突变对人类诱导性NOS (iNOS) 的域间动态的影响.
• 为了比较野生类型 (wt) 和E546N突变iNOS氧酶/FMN (oxyFMN) 构造之间的结构和动态差异.
• 将 qXL MS 数据与计算建模集成,以便对突变诱导的蛋白质动态进行全面分析.

主要方法:

• 量化交联质谱 (qXL MS) 与并行反应监测
• 通过AlphaFold2结构建模和部分采样.
• 交叉链接指导的 AlphaLink2 建模.

主要成果:

• 在iNOS中,E546N突变显著降低了FMN和血红蛋白域之间的子单元交叉链接.
• 突变诱导的CaM-iNOS域交叉链的变化表明结构变化的异构传播.
• 综合建模和qXL MS数据显示了wt和E546N iNOS的不同构造,突变显示了更高的未对接状态群体.

结论:

• 这种E546N突变通过改变FMN-海姆相互作用来破坏iNOS-CaM复合体的功能动态.
• 结合qXL MS和AlphaFold2亚采样的综合方法为绘制多域蛋白质突变诱导的动态变化的定量框架.
• 这种策略提供了对像iNOS这样复杂酶突变的全调节和功能后果的见解.