热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控

上传人:RUN****yf 文档编号:72170985 上传时间:2022-04-08 格式:DOC 页数:8 大小:650KB
收藏 版权申诉 举报 下载
热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控_第1页
第1页 / 共8页
热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控_第2页
第2页 / 共8页
热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控_第3页
第3页 / 共8页
资源描述:

《热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热休克蛋白90的N端与ATP类似物的晶体结构揭示其功能调控(8页珍藏版)》请在装配图网上搜索。

1、生物化学与生物物理进展Progressin Biochemistry and Biophysics2012, 39(10): 9951002热休克蛋白 90 的 N 端与 ATP 类似物的晶体结构揭示其功能调控*李健孙丽华徐春艳郁峰周欢唐琳何建华*(中国科学院上海应用物理研究所,上海201204)摘要分子伴侣热休克蛋白90(Hsp90) 对于许多涉及细胞周期调控、信号转导以及细胞生长调控蛋白质的折叠、成熟及稳定是必需的 Hsp90 的 N 端结构高度保守,包含一个ATP 结合口袋并具有ATP 酶活性, Hsp90 的功能依赖于ATP 与 Hsp90 结合后诱导的构象重排及之后的ATP 水解 为

2、了深入研究ATP 与 Hsp90 结合后 N 端的结构及其功能状态,使用悬滴法共 结晶了 Hsp90 的 N 端与 ATP 类似 物 AMPPNP 及 ATP 酌S 的复合物,并 利用分子 置换法 对其结构 进行 了解析 两个复合物晶体结构都捕获到 了核苷酸 的电子密度,尤其是 酌- 磷酸的电子密度,从而观察到 酌- 磷酸 与蛋白质之 间的相互作 用 ATP 酌S 中N-酌- 磷酸 的捕获证实 了之 前报道 的结构中 没有捕获到 酌- 磷酸 是其 处于无序 状态 而非被 水解 单体 状态 下的人源 Hsp90 AMPPNP 与处于二聚体化 的酵母 Hsp90-AMPPNP 结构对比可见 S1

3、和 ATP lid 的位置有明显区别 ,结构分 析表明 , E18-K100和 N40-D127 之间形成的氢键相互作 用,在一定程度上阻碍了 S1 和 ATP lid 的摆动,很可能阻止了二聚体 的形成关键词Hsp90N,AMPPNP ,ATP 酌S,酌- 磷酸,相互作 用,调控学科分类号Q71DOI : 10.3724/SP.J.1206.2011.00611热休克蛋白 90(Hsp90) 是细胞中重 要而丰富 的N 端对 ATP 的水解, ATP 与 Hsp90 结合后 引 发蛋白质, 在真核细胞中 表达量 可达总蛋白质含 量的Hsp90 的构象 变化,这些 构象变化导致 Hsp90 表

4、面1%,当细胞 受到外界压力刺激时 ,其 表达水平会疏水性的 改变 ,使 底物蛋白质与 Hsp90 亲和力增进一步提 高1 Hsp90 的主要 功能是 作为分子伴侣,加并与 Hsp90 结合, 然后 ATP lid 发生翻 转,关闭负责帮 助多种底 物蛋白 正确 折叠, 100 多种底 物蛋核苷酸 结合口袋, N 端与 M 端相对运动并形成 N白的成熟及稳定需要 Hsp90 发挥作用,其 底物蛋端的二聚体化 ,同时水解中心形成,在此过程中白多与细胞生长及扩增 相关 2- 3 在细胞质中, 人Hsp90 帮 助 底 物 蛋白 质 正确 折 叠 ATP 水 解 为源 Hsp90 主 要 包 括 2

5、 个 异 构 体 : Hsp90琢 和ADP 后, 酌- 磷酸 释放 , Hsp90 转变为更紧 密的构Hsp90茁,它们 分别由不同 的基因编码 ,具有高度象,折叠成熟的底 物蛋白质与 Hsp90 的 亲和力下的序列同源性2 个异构体具有不同的功能,降,从 分子伴侣 释放 , Hsp90 完成功能的 执行 Hsp90茁在许多 组织中是 组成型的表达,而 Hsp90琢Hsp90 与腺苷结合的 不同 构象可以调节 Hsp90 与底是各种细胞在应激条件下诱导型表达4-5物蛋白质以及 共同分子伴侣的 亲和力,控 制着整 个Hsp90 包括 3 个高度保守的结构 域, C 端主要分子伴侣 复合体功能执

6、行的进程 9-12负责同 源二聚体 的形成;M 端含有 大量疏 水表面,与底物蛋白质的结合及其折叠 相关; N 端含有一个* 国 家重点基础 研究 发展计划 (973)(2011CB911102) 和中国科学院ATP 结合口袋,具有 ATP 酶活性, 扭曲 的 茁-sheet上海应用物理研究所(O95501C061) 资助项目 .在一侧,一簇 琢螺旋在另外一侧, ATP 结合口袋* 通讯联系人 .将其分开,其中H4 和 H5 被 称 为 ATP lid 6- 8Tel: 021-33933186,E-mail: hejhHsp90 功能的 实 现依赖于 ATP 与 Hsp90 的结合及收稿日

7、期:2011-12-25 ,接受 日期: 2012-02-27996生物化学与生物物理进展Prog. Biochem. Biophys.2012; 39 (10)部分 Hsp90 的抑制剂 可以结合 到 ATP 结合口达, 200 r/min 振荡 , 5 h 后收菌 (6 000 r/min , 4,袋, 竞争 性抑制 ATP 与 Hsp90 结合, 从而 抑制底10 min) 细菌用缓冲液A(20 mmol/L Tris pH 7.5,物蛋白与 Hsp90 结合,使 底物蛋白 处于非正常 折300 mmol/LNaCl , 5 mmol/L 茁- 巯基乙醇 , 10% 甘叠状态 而降解 通

8、过降 解 Hsp90 底物蛋白的 方式油 ) 重悬,使用细胞 压力 破碎仪破菌 细菌破碎 后抑制 肿瘤 细胞的生长,使Hsp90 成为 癌症治疗 的离心 (15 000r/min , 4 , 30 min) ,取上清 ,上 样重要靶点 13- 16 格尔德霉素 (Geldanamycin , GA) 为于缓冲液 A 平衡过的 5 ml HisTrap HP 亲和柱 (GE苯醌安莎霉素 类化 合物,是 第一个 被研究的 Hsp90Healthcare 公司 ),用 缓冲液 A 冲洗 5 个柱 体积后抑制剂 17,作 为抗肿瘤先 导化合物,其 衍生物 如用缓冲液 B(20 mmol/LTris p

9、H 7.5, 100 mmol/Ll7-AAG 和 17-DMAG 已作为抗癌药 物进入临床试咪唑, 300 mmol/L NaCl , 5 mmol/L 茁- 巯基乙醇 ,验 1810%甘油 ) 洗 脱 收集洗 脱的蛋白质后用 10 ku 的AMPPNP 和 ATP酌S 是 ATP 的类似 物, AMPPNP超滤管 (Millipore) 进行 浓缩 ,然后用分子 筛 (120 ml没有水解活性,在 ATP 中连接 茁- 磷酸和 酌- 磷酸HiLoad Superdex75 16/60 column ,GE Healthcare 公的氧原子被氮原子所取代,因而不能被水解;司 ) 进一 步纯化

10、,分子 筛用缓冲液 C (20 mmol/LATP酌S 中连接茁- 磷酸和 酌- 磷酸的氧原子被硫原子Tris pH 7.5, 150 mmol/LNaCl , 10%甘油 )平衡 收所取代,与 AMPPNP 不同的是它可以被水解, 只集洗脱峰 处的蛋白质并 浓缩至 20 g/L,蛋白质的 纯是水解 速度非常慢 在 X- 射线晶体 学中, 这两个度用 12% SDS-PAGE 进行 检测 核苷酸 常用来确定 ATP 与蛋白质结合的 复合物结用 动态光散 射 (dynamic light scattering, DLS ,构 为了深入研究 人源 Hsp90 的 N 端与 ATP 的 相Malve

11、rn 公司 )检 测 Hsp90N 及 Hsp90N-AMPPNP 复互作用及其调控 机制,我们解析了人源 Hsp90 的 N合物的 粒径和单分散度,检测温度设定为25 ,端 与 AMPPNP和 ATP酌S复合物的晶体结构蛋白质 浓度为 1 g/L ; 检测 Hsp90N-AMPPNP样品Obermann 等 19和 Prodromou 等 6分别报道 过人源和时, Hsp90N 与 AMPPNP的摩尔比为 15,采用酵母 Hsp90-ATP S 的晶体 结构, 但是都没 有捕 捉2 滋l 的样品池 酌到 酌- 磷酸的电子密度,对 此他们分别给出了不同N核苷酸复合物结晶1援2 Hsp90 鄄的

12、解释 Obermann 推测 可能是 酌- 磷酸处 于无序 状AMPPNP 和 ATP S 溶解于 去离子水中, 加入酌态或者在结晶过程中已经被水解所致19;到蛋白质 溶液后的 终浓 度为 5 mmol/L , 浓度约为Prodromou 则认 为 原因是 酌- 磷酸处 于无序 状态 而蛋白质 浓度的 5 倍 共结晶前在 Hsp90N- 核苷酸 混不是被水解 4,我 们的晶体 结构 证实 了 Prodromou合物中 加入 5 mmol/L MgCl 2,冰上孵育 1 h 后进行的观点 Ali 等 20解析了 酵母 Hsp90-AMPPNP 复 合共结晶 1 滋l 的 Hsp90N- 核苷酸

13、混合物 加 1 滋l 的池物处于水解状态的 晶体 结构, 此时 Hsp90 的 N 端液,在 4恒温室 中采用悬滴法进行共 结晶实 验 形成二聚体 ,我们解析的人源 Hsp90 N-AMPPNP 结Hsp90N-AMPPNP 的 结 晶 条 件 是 100 mmol/L构中, 复合物处于单体 状态,并 未形成二聚体 ,两2 62pH 6.5, 25% (w/v) PEG 2000 MME ,C H ASNAO者在结构上有明显差别处于单体状态的人源200 mmol/LMgCl 2; Hsp90N-ATP 酌S 的结 晶 条件 是Hsp90N-AMPPNP 结构中,E18-K100 和 N40-D

14、127100 mmol/LTris pH 8.5, 20% PEG 4000, 200 mmol/L形成的氢键相互作 用在一定程度上阻碍了 S1 和MgCl 2ATP lid 的摆动 ,并 很可 能因此 对 N 端的 二聚体化1援3 晶体衍射数据收集及结构解析产生了一定的 影响 ,从而在 Hsp90 功能 执行过 程收集晶体衍射数据时,采用结晶池液加 20%中起到一定的调控 作用的甘油 作为防冻 剂,晶体 用尼龙绳捞好 并置于液氮1材料与方法保存所有的衍射数据都在上海同步辐射装置(SSRF) 生物 大分子 线站 (BL17U1) 收集,收集数据1援1Hsp90 N 的表达纯化时的温度是100K

15、 ,使用ADSC Q315r CCD 探 测将 Hsp90的 N 端结构域(氨基酸 9236)器 收集的衍射数 据用 HKL-2000 21软件 包进行 初Hsp90N,在大 肠杆菌 BL21(DE3) 中表 达 细 菌 在步处 理, 采用 PHENIX 22 进行相位 解析和 结构 修37 扩大 培养 ,振荡 转 数为 250 r/min ,在 A600 为正,用 Coot23进行 调图 核苷酸 与蛋白质的 相互作0.60.8 时,加 入 0.2 mmol/L IPTG , 30 诱导 表用使用 LIGPLOT 作图242012; 39 (10)李健 , 等:热休克蛋白90 的 N 端与 A

16、TP 类似物的晶体结构揭示其功能调控 997 2 结果与讨论2援1Hsp90 N鄄核苷酸复合物的结晶及结构解析结晶板在 4毅恒温室 放置 35 天后晶体长出(图 1)两 种晶体衍射数 据收集策略 如下: Hsp90N-AMPPNP , 1毅/ 张,每张曝光 时间 0.8 s,收集 360 张; Hsp90N-ATP 酌S, 1毅/ 张,每张曝光 时间 1.0 s,收集 360 张;收集数据时晶体和 探测器之间的距离都是 150 mm Hsp90N-AMPPNP 复合物晶体 的分 辨率为 1.50 魡(表 1), 空间群为 P1, 晶胞参数 a=43.27 魡, b = 55.97 魡, c =

17、 60.54 魡;琢= 93.39毅,茁= 95.82毅,酌= 112.49毅每个不对称单位有 2 个分子, 马修斯3系数 (Matthews coefficient) 为 2.66 魡Da- 1,溶剂 含量为 53.8% 25 Hsp90N-ATP 酌S 复合物 晶体 的分 辨率为 1.50 魡 ( 表 1), 空 间 群为 P1, 晶胞 参 数 a=43.24 魡, b =55.94 魡, c=60.55 魡; 琢=93.61毅, 茁=95.60毅,酌=112.61毅 每个不对称单位 有 2 个分子,马修斯 系数 (Matthews coefficient) 为 2.43 魡3Da - 1

18、,溶剂含量为 49.4%25(a)(b)Fig. 1Crystals of Hsp90 N鄄AMPPNP(a)and Hsp90N 鄄ATP 酌S (b)The dimensions of crystals are about 0.6 mm 伊0.2 mm 伊0.04 mm (a)and 0.3 mm 伊0.2 mm 伊0.04 mm (b), respectively.Table 1Statistics for data processing and model refinementof human Hsp90 N鄄nucleotide complexesHsp90 N-AMPPNPHsp9

19、0 N -ATP 酌SSpace groupP1P1Wavelength/ 魡0.979460.97915a, b, c()43.27, 55.97, 60.5443.24, 55.94, 60.55魡琢, 茁, 酌(毅)93.39, 95.82, 112.4993.61, 95.60, 112.61Totalreflections303383287764Uniquereflections7973878308Resolution/ 魡41.24 1.50 (1.53 1.50)41.27 1.50 (1.53 1.50)Rmerge/%6.8 (44.9)5.3 (26.8)I/滓(I)15.

20、6 (4.1)69.5 (10.9)Completeness/%96.0 (94.8)94.8 (94.0)Redundancy3.8 (3.9)3.7 (3.7)Reflectionsin working set7973878308Reflections in test set32391845Rwork/Rfree0.1982/0.21660.2183/0.2482Protein32423328Water432456Mean temperature factor/ 魡221.018.3Bond lengths/ 魡0.0070.006Bond angles/(毅)1.241.18*Value

21、sin parenthesesare for the last shell.Hsp90N-AMPPNP 和 Hsp90N-ATP 酌S 的 复 合 物晶体结构 均采用分子 置换法进行 结构解 析,以 人源 Hsp90N (PDB 号: 1YET) 为模板 ,解 析结构并 修 正(表 1)后提交 PDB (Protein Data Bank) 数据库 , PDB 号分别为 3T1K 和 3T2K图 2 显示复合物晶体结构中核苷酸 的电子密度图,其中 AMPPNP 的电子密度较为完整,而 ATP 酌S 中 酌- 磷酸的电子密度有部分缺失两个复合物晶体结构显示其主链走向 相似, AMPPNP 和 A

22、TP 酌S 的位置 大致 相 同 (图 3a)在 Hsp90N-AMPPNP 结构 中, 酌- 磷酸 与 G132 和 998 生物化学与生物物理进展Prog. Biochem. Biophys.2012; 39 (10)90毅AMPPNP90毅ATP 酌SFig. 2Electron density maps (2Fo 鄄Fc)of the two bound nucleotidesThe maps were contoured at a level of 1.0 滓.(a)G137 的主链形成直接的氢键,与 E47、 N51 和 D54 通过水形成间接的氢键,镁离子稳定了 AMPPNP 和

23、 Hsp90N 之 间 的 相 互 作 用 ( 图 3b), Hsp90N-ATP 酌S 复合物结构中 酌- 磷酸 与 Hsp90N 之间的作用与此相似 (图 4)D54L48E47N106S52D93K58T184G97ATP SG137酌A55K112M98F138G132G135Fig. 4Schematic diagrams of interactionsbetween Hsp90 N and ATP 酌SHBs are shown asgreen dashed lines. Spiked residues form hydrophobic interactions with nucl

24、eotides. Water molecules are shown as cyan spheres. Carbon, nitrogen, and oxygen atoms of residues as well as nucleotide are shown in black, blue, and red, respectively.(b)D54E47N51Mg 2+G137AMPPNPG132茁酌琢Fig. 3Crystal structures of Hsp90N 鄄AMPPNPand Hsp90 N鄄ATP 酌S complexes(a)Ribbonsuperimposition of

25、thetwo crystalstructures ofHsp90 N-AMPPNP (cyan)and Hsp90 N-ATP 酌S (red) complexes shownwithdifferentcolors. (b)Interactionsof酌-phosphatewith magnesiumion and residues of Hsp90 N.2援2 Hsp90 N鄄ATP 酌S 的结构中 酌磷鄄酸的捕获揭示其柔性Obermann 等 曾经 报道 过 人源 Hsp90N-ATP 酌S的晶体 结构 (1BYQ) ,但是在其解 析的结构中并 没有发现 酌- 磷酸的电子密度,因此他推测

26、可能是 酌-磷酸处 于无序状态或者在结晶过程中已经被水解所致 17Prodromou 等报道 的酵母 Hsp90N-ATP 酌S 的晶体结构也没有看到 酌- 磷酸,他认为原因是 酌- 磷酸处于无序状态而不是被水解 4,而我们解析的人源 Hsp90N-ATP 酌S 复合物 晶体 结构 (3T2K) 成功 捕获到了酌- 磷酸的局部电子密度 基于人源与酵母Hsp90 中关键氨基酸序 列的高度保守性及 相同的作用机制 20,26,我们的结果支持 了 Prodromou 的结 论,即确认了 酌- 磷酸 具有柔性 我们之所以能 捕获到酌-磷酸的电子密度,可以从以下两方面找到答案 a Obermann 和

27、Prodromou 的复 合物 晶体 中,晶体的空间群都是 P21,每个不对称单位有一个分2012; 39 (10)李 健 , 等:热休克蛋白 90 的 N 端与 ATP 类似物的晶体结构揭示其功能调控 999子,而我们解析的晶体结构空间群是 P1,每个不位置相互 重叠 ( 图 5b) 但是 60 75 位氨 基酸 主链对称单位有 2个分子, Hsp90N- 核苷酸复 合物以 更的走向 明显 不同 , 3T2K 结构中 主链的折叠 更加紧加紧 密的方式 堆积,结构 更加紧 凑 b Mg 2+ 在核密,而 1BYQ 结构中 这 16 个氨基酸的折叠 比较松苷酸 与 Hsp90 结合 时起 着固定

28、作用,所以结 晶前散 (图 5a 红圈 )从 2 个结构的 飘带 图也 可以看出,我们在蛋白质 溶液中加入 5 mmol/L 的 Mg 2+,并 孵3T2K 在这个位置 是一个 琢螺旋 ,而在 1BYQ 中则育 1 h 使蛋白质、 核苷酸 及 Mg 2+ 形成稳定的 相互形成一个 loop 区 分析该位置 的氨基酸 之间以及作用,然后再加入沉淀 剂使之结 晶,从而 成功 捕获它们与其他氨基酸的相互作 用,我们看到在 3T2K到了 酌- 磷酸 的密度, 验证了 Prodromou 的结 果 和中 R60-Y61 、 E62-K69 、 K69-N155 、 S72-R182 和推测,加深了对 H

29、sp90N 水解活性的理解 G73-R182 这 5 对氨基酸 之间相互作 用 (图 5c),把分析 2 个人源 Hsp90N-ATP S 的晶体结构 -3T2K这段区域拉向氨基酸的内部,使其结构 更紧凑而酌和 1BYQ 可以看出 (图 5a), 2 个结构的 主链走向 大在 1BYQ 中这几对氨基酸之间都没 有相互作 用,致相同,除了 酌- 磷酸外,核苷酸在 2 个结构中的从而使这段区域以松散的 loop 形式存在(a)(b)ATP S酌ADP(c)R60G73R182S72Y61E62N155K69Fig. 5Comparison of the crystal structures of

30、3T2K with 1BYQ(a) Ribbon superimposition of the two crystal structures of 3T2K (green) and 1BYQ (magenta) shown with different colors. (b) The two nucleotides extracted from complexes shown in (a). (c) Interactions of R60-Y61, E62-K69, K69-N155, S72-R182 and G73-R182 in 3T2K. Carbon, nitrogen, and o

31、xygen atoms of residues are shown in green, blue, and red, respectively.2援3 E18鄄K100和 N40鄄D127相互作用阻碍了而 S1 和 ATP lid 向 外摆动 促进了 N 端的 二聚体化Hsp90 N鄄AMPPNP中 S1和 ATPlid 的摆动及 随 后的 ATP 水解中 心形 成,使 2CG9 结构中人源 与 酵母 的 Hsp90 序列具有 很 高同 源性,Hsp90N 处于二聚 的水解状态 而且关键氨基酸 的序列高度保守, 已有研究 表明两分子筛和动态光散射的结果均显示,AMPPNP者具有 相同的作用机制

32、 20,26 Ali 等 20报道 的酵母与 Hsp90N 结合后 Hsp90N-AMPPNP 的聚合状态 没Hsp90-AMPPNP 结构中, 复合物结构 处于水解状有发生改变 ,依 然以单体 的形式存在 图 7a 可以态,此时 N 端形成二聚体比较 2CG9(酵母看出, AMPPNP 未与 Hsp90N 结合 时,蛋白质的 洗Hsp90-AMPPNP) 和 3T1K( 人源 Hsp90N-AMPPNP) 的脱峰 是 64.59 ml ;图 7b 显示, AMPPNP 与蛋白质结构可以看出,两个结构 大部分区域叠合在一起结合后, 复合物 洗脱峰 为 64.29 ml,洗脱峰 的位置(图 6a

33、),腺苷的位置 也基本 一致 ( 图 6b) 与 3T1K没有发生明显的变化,即复合物依然以单体形 式存的结构 相比 , 2CG9 的结构 主要 有三处 不同 : a在用动态光散射检测两种不同状态下的粒径也 得S1 向外偏 转大约 90毅; bH1向外偏转大约 30毅;到了同样的结 论,未结合 AMPPNP 时 Hsp90N 的粒cATP lid 翻转大约 180毅分 析这三处构象 不同 可径是 3.08 nm (图 7c); AMPPNP 与 Hsp90N 结合后,以看出,H1 向外偏转是由 S1摆动所致,从构象峰形单 一对 称,粒径 是 3.22 nm (图 7d),没有二聚3T1K 转变

34、为 2CG9 主要 是 S1 和 ATP lid 的摆动 ,的趋势 由此 可以看出 AMPPNP 与 Hsp90N 结合后 1000生物化学与生物物理进展Prog. Biochem. Biophys.2012; 39 (10)(a)ATP lid(c)H3ATP lidH6K100H1E18S1S6S1S1(d)(b)3T1KH2H5N402CG9D127H1Fig. 6Comparisonof the crystal structures of 3T1K with 2CG9(a) Superimpositionof the two crystal structures of 3T1K (gr

35、een) and 2CG9 (magenta) shown with different colors, the ATP lid was shown with blue.(b) The two nucleotides extracted from complexes shown in (a). (c) Residue E18 forms direct HB with K100. (d) Residue N40 forms direct HB with D127.(a)64.59 ml(b)64.29 ml2008018075160Hsp90N70N14065Hsp90 -AMPPNP12060

36、5510050804560404035203002520- 201510- 405- 6001020304050607080900102030405060708090v/mlv/mlHsp90NHsp90 N -AMPPNP(c) 8(d) 103.223.089786756453432211000.0010.010.11101000.0010.010.1110r/nmr/nmFig. 7Analysisof aggregate states of Hsp90 N and Hsp90 N鄄AMPPNP(a) The elution peak of Hsp90 N . (b) The eluti

37、on peak of Hsp90 N -AMPPNP. (c) The hydrodynamic radius of Hsp90 N. (d) The hydrodynamic radius of Hsp90 N-AMPPNP.2012; 39 (10)李健 , 等:热休克蛋白90 的 N 端与 ATP 类似物的晶体结构揭示其功能调控 1001粒径没有发生明显变化,复合物没有形成二聚体 ,与分子筛的结果相一致分子筛和动态光散射的结果说明,AMPPNP与 Hsp90N 结合后 复合物 仍以单体形 式存在,并 不会立刻形成二聚体 复合物 形成二聚体 需要 S1 和ATP lid 的摆动 ,结构分

38、析表明 , 3T1K 结构中 两对氨基酸之间形成的氢键相互作 用很可能对 S1 和 ATP lid 的自由摆动形 成了一定的 阻碍作 用 图 6c 显示, S1 中的 E18 与 H3 中的 K100 形成氢键相互作用, 图 6d 显 示 ATP lid 中的 N40 与 H2 中的 D127 形 成氢键相互作 用 E18-K100 和 N40-D127 这两对氨基酸形 成的氢键相互作 用很可 能在一定 程度上 影响 了 形成二聚体 所需 要的 S1 和 ATP lid 的摆动,从而阻碍 了 N 端二聚体 的形成 Hsp90 的主要功能是 帮助底物正确 折叠,其功能的 实现依赖于 ATP 与

39、Hsp90N 的 结 合 及 其 引 发 的 构 象 变 化 E18-K100 和 N40-D127 这 两对氨基酸形 成的 氢键作用可能对 N 端的二聚体化 产生一定的 影响,从而在 Hsp90 功能 执行过程中起到一定的调控 作用 .参考文献1 Welch W J, Feramisco J R. Purification of the major mammalian heat shock proteins. J Biol Chem, 1982, 257 (24): 14949 -149592 Picard D. Heat-shock protein 90, a chaperone for

40、folding and regulation. Cell Mol Life Sci, 2002, 59(10): 1640-16483 McClellan A J, Xia Y, Deutschbauer A M, etal.Diverse cellular functions of the Hsp90 molecular chaperone uncovered using systems approaches. Cell, 2007, 131(1): 121 -1354 Sreedhar A S, Kalmar E, Csermely P, etal. Hsp90 isoforms: Fun

41、ction, expression and clinical importance. FEBS Lett, 2004,562 (1): 11-155 Pearl L H, Prodromou C, Workman P. The Hsp90 molecular chaperone: An open and shut case for treatment. Biochem J, 2008,410 (3): 439-4536 Prodromou C, Roe S M, OBrien R, etal.Identification andstructural characterization of th

42、e ATP/ADP-binding site in the Hsp90 molecular chaperone. Cell, 1997, 90(1): 65-757 Stebbins C E, Russo A A, Schneider C, etal.Crystal structure of an Hsp90-geldanamycin complex: targeting of a protein chaperone by an antitumor agent. Cell, 1997, 89(2): 239-2508 Roe S M, Prodromou C, OBrien R, etal.S

43、tructural basis forinhibitionofthe Hsp90molecularchaperone bythe antitumorantibioticsradicicol and geldanamycin. J Med Chem, 1999, 42 (2):260 -2669 Sullivan W, Stensgard B, Caucutt G, etal.Nucleotides and twofunctionalstates of hsp90. J Biol Chem, 1997, 272 (12): 8007-801210 Csermely P, Kajtar J, Ho

44、llosi M, etal.ATP induces a conformational change of the 90-kDa heat shock protein (hsp90). J Biol Chem,1993, 268(3): 1901-190711 Shiau A K, Harris S F, Southworth D R, etal.Structural Analysis of Ecoli.hsp90 reveals dramatic nucleotide-dependent conformational rearrangements. Cell, 2006, 127(2): 32

45、9-34012 Meyer P, Prodromou C, Hu B, etal.Structural and functional analysis of the middle segment of hsp90: implications for ATPhydrolysis and client protein and cochaperone interactions. Mol Cell, 2003, 11(3): 647-65813 Byrd C A, Bornmann W, Erdjument-Bromage H, etal.Heat shock protein 90 mediates

46、macrophage activation by Taxol and bacterial lipopolysaccharide. Proc Natl Acad Sci USA, 1999, 96(10): 5645 - 565014 Vega V L, De Maio A. Geldanamycin treatment ameliorates theresponse to LPS in murine macrophages by decreasing CD14 surface expression. Mol Biol Cell, 2003, 14(2): 764 -77315 Yun T J,

47、 Harning E K, Giza K, etal.EC144, a Synthetic Inhibitor of Heat Shock Protein 90, blocks innate and adaptive immuneresponsesin models of inflammation and autoimmunity. J Immunol, 2011, 186(1): 563-57516 Goetz M P, Toft D O, Ames M M, etal.The Hsp90 chaperone complexes as a novel target for cancer th

48、erapy. Ann Oncol, 2003, 14(8): 1169 -117617 Supko J G, Hickman R L, Grever M R, etal. Preclinical pharmacologic evaluation of geldanamycin as an antitumor agent. Cancer Chemother Pharmacol, 1995, 36(4): 305-31518 Sydor J R, Normant E, Pien C S, etal.Development of 17-allylamino-17-demethoxygeldanamy

49、cin hydroquinone hydrochloride(IPI-504), an anti-cancer agent directed against Hsp90. Proc Natl Acad Sci USA, 2006, 103 (46): 17408 -1741319 Obermann W M, Sondermann H, Russo A A, etal.Invivofunction of Hsp90 is dependent on ATP binding and ATP hydrolysis. J Cell Biol, 1998, 143(4): 901-91020 Ali M

50、M, Roe S M, Vaughan C K, etal.Crystal structure of an Hsp90-nucleotide-p23/Sba1 closed chaperone complex. Nature, 2006, 440(7087): 1013 -101721 Otwinowski Z, Minor W. Processing of X-ray diffraction data collected in oscillation mode. Methods Enzymol, 1997, 276: 307-32622 Adams P D, Afonine P V, Bun

51、koczi G, etal. PHENIX: A comprehensive Python-based system for macromolecular structuresolution. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 2010, 66(2): 213 -22123Emsley P, Cowtan K. Coot: Model-building tools for molecular graphics. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr, 2004, 60 (12): 2126 -213224 Wallace

52、 A C, Laskowski R A, Thornton J M. LIGPLOT: A program to generate schematic diagrams of protein-ligand interactions. Protein Eng, 1996, 8(2): 127 -13425 Matthews B W. Solvent content of protein crystals. J Mol Biol, 1968, 33(2): 491 -49726 McLaughlin S H, Ventouras L A, Lobbezoo B, etal.Independent

53、ATPase activity of Hsp90 subunits creates a flexible assemblyplatform. J Mol Biol, 2004, 344 (3): 813 -826 1002生物化学与生物物理进展Prog. Biochem. Biophys.2012; 39 (10)Crystal Structures of N鄄terminal Domain of Human Hsp90 With ATP Analogues Reveal The Functional Regulation of Hsp90 *LI Jian, SUN Li-Hua, XU C

54、hun-Yan, YU Feng, ZHOU Huan, TANG Lin, HE Jian-Hua *( Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China)Abstract Heat shock protein 90 (Hsp90) is essential for folding, maturation and stabilization of many important proteins, which are involved in cell cycle regulation, signal transduction, and cell growth regulation. The highlyconserved N-terminal domain contains an ATP binding cleft and thus is responsible for the catalytic activity of Hsp90. In order to further study the function and structure of Hsp90, the N-terminal of the human H

展开阅读全文
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 装配图网版权所有   联系电话:18123376007

备案号:ICP2024067431-1 川公网安备51140202000466号


本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知装配图网,我们立即给予删除!