生物谷報(bào)道：來(lái)自北京生命科學(xué)研究所（National Institute of Biological Sciences,，NIBS）,，加州大學(xué)舊金山分校藥理化學(xué)學(xué)系,，山東大學(xué)微生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（State Key Lab of Microbial Technology,，生物谷注）,，北京協(xié)和醫(yī)科大等處的研究人員報(bào)道了一種新酶類家族中的成員：蘇氨酸磷酸裂解酶SpvC（Salmonella SpvC）三種狀態(tài)的晶體結(jié)構(gòu)，并對(duì)此類酶家族的生化分析和酶學(xué)機(jī)制進(jìn)行了描述,。這一研究成果公布在Nature Structural & Molecular Biology雜志在線版上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是柴繼杰博士，其實(shí)驗(yàn)室主要關(guān)注并研究在生物學(xué)及藥學(xué)應(yīng)用中的重要大分子的結(jié)構(gòu)與功能,，主要通過蛋白晶體衍射的方法及一些生物,、生化方面的手段闡述這些生物大分子在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系。
今年8月,，柴繼杰實(shí)驗(yàn)室在Nature雜志上在線發(fā)表題為 “The structural basis for activation of plant immunity by bacterial effector protein AvrPto” 的文章,。這一文章報(bào)道了第一個(gè)細(xì)菌效應(yīng)蛋白和植物中對(duì)應(yīng)的抗性蛋白的復(fù)合物AvrPto-Pto的晶體結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，提出了AvrPto通過解除Pto對(duì)防御響應(yīng)的抑制引發(fā)疾病抗性的機(jī)制,。
在這篇新發(fā)表的文章中，研究人員解析了SpvC在自由狀態(tài),，模擬結(jié)合底物磷酸的硫酸根結(jié)合狀態(tài)以及結(jié)合底物肽段的復(fù)合物狀態(tài)的三種晶體結(jié)構(gòu),。并在這些分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識(shí)別和酶的催化機(jī)制。文章的第一作者為陳琳潔（Linjie Chen）和王華翌（Huayi Wang）,。
沙門氏菌的致病蛋白SpvC屬于一種全新的被稱為蘇氨酸磷酸裂解酶的蛋白酶家族一員,。蘇氨酸磷酸裂解酶可以特異性的識(shí)別絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）激活位點(diǎn)的磷酸化蘇氨酸和酪氨酸（pTXpY）序列，并不可逆的去除磷酸化蘇氨酸的磷酸基團(tuán),，使反應(yīng)后的MAPK成為不可激活狀態(tài),。SpvC的這種性質(zhì)可以阻斷宿主細(xì)胞免疫信號(hào)通過MAPK通路的傳遞，幫助沙門氏菌對(duì)宿主細(xì)胞的侵染,。
為了闡明SpvC是如何特異性的識(shí)別并滅活宿主的MAPK蛋白,，研究人員解析了SpvC在自由狀態(tài)，模擬結(jié)合底物磷酸的硫酸根結(jié)合狀態(tài)以及結(jié)合底物肽段的復(fù)合物狀態(tài)的三種晶體結(jié)構(gòu),。在分析并比較這三種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,，研究人員結(jié)合生化分析實(shí)驗(yàn)成功的闡明了SpvC這類蘇氨酸磷酸裂解酶的識(shí)別和酶的催化機(jī)制。底物結(jié)合誘導(dǎo)了SpvC活性中心發(fā)生很大的構(gòu)象變化,，從而使底物肽段的磷酸化蘇氨酸被包圍在疏水環(huán)境中,，使溶劑分子不能接觸。這不僅有利于催化消除反應(yīng),，同時(shí)也保證了SpvC的功能不是一般需要溶劑參與的磷酸酶的水解反應(yīng),，即不能作為磷酸化酶。SpvC的底物特異性主要是通過識(shí)別磷酸化蘇氨酸的磷酸基團(tuán)和磷酸化酪氨酸的氨基酸殘基而產(chǎn)生,，從而解釋了為什么這類酶可以作為MAKP一般抑制劑,。蘇氨酸的甲基對(duì)底物的識(shí)別具有重要作用，保證了這類酶對(duì)磷酸化蘇氨酸底物具有更高的活性（與磷酸化絲氨酸相比）,。同時(shí),，結(jié)合生化實(shí)驗(yàn),，研究人員提出了這類酶催化機(jī)制。SpvC的賴氨酸Lys136可能作為親核基團(tuán),，進(jìn)攻磷酸化蘇氨酸的α-氫原子從而進(jìn)行消除反應(yīng),。在此過程中，SpvC中的組氨酸His106可能作為起著催化酸的作用,。
原始出處:
Nature Structural & Molecular Biology
Published online: 16 December 2007 | doi:10.1038/nsmb1350
Structural basis for synaptic adhesion mediated by neuroligin-neurexin interactions
Xiaoyan Chen1, Heli Liu1, Ann H R Shim1, Pamela J Focia1 & Xiaolin He1
Abstract
The heterophilic synaptic adhesion molecules neuroligins and neurexins are essential for establishing and maintaining neuronal circuits by modulating the formation and maturation of synapses. The neuroligin-neurexin adhesion is Ca2+-dependent and regulated by alternative splicing. We report a structure of the complex at a resolution of 2.4 Å between the mouse neuroligin-1 (NL1) cholinesterase-like domain and the mouse neurexin-1 (NX1) LNS (laminin, neurexin and sex hormone–binding globulin–like) domain. The structure revealed a delicate neuroligin-neurexin assembly mediated by a hydrophilic, Ca2+-mediated and solvent-supplemented interface, rendering it capable of being modulated by alternative splicing and other regulatory factors. Thermodynamic data supported a mechanism wherein splicing site B of NL1 acts by modulating a salt bridge at the edge of the NL1-NX1 interface. Mapping neuroligin mutations implicated in autism indicated that most such mutations are structurally destabilizing, supporting deficient neuroligin biosynthesis and processing as a common cause for this brain disorder.
Northwestern University Feinberg School of Medicine, Department of Molecular Pharmacology & Biological Chemistry, Searle 8-417, 303 East Chicago Avenue, Chicago, Illinois 60611, USA.
Correspondence to: Xiaolin He1 e-mail: [email protected]
