2025-06-22 11:17来源:本站
LAIII-HANS-LANM的结构还提供了LANM中协调环境的第一个详细观点之一,实际上是任何具有可逆灯笼识别的自然生物分子。MEX-LANM5的先前NMR结构揭示了该蛋白质的异常折叠,但无法提供有关金属结合位点的分子级细节。为了了解LRE与HRE歧视的基础,我们还确定了Dyiii-Hans-Lanm的1.4Å分辨率结构。最后,我们报告了NDIII – Mex-Lanm的1.01-Å分辨率结构,该结构合理化了MEX-LANM较浅的RE选择性趋势4。
在LAIII – Hans-Lanm中,EF1-3被LAIII离子占据(扩展数据图3b – e)。EF4在结构上是不同的,不会表现出与LAIII一致的异常差异密度,并用NAI建模(补充图17a)。每个LAIII结合位点都是十坐标,如依赖于兰烷的甲醇脱氢酶的结构33,37(补充图18)。单端ASN(N1位置),四个BIDENATE ASP或GLU残基(D3,D5,E9和E12)和一个骨干羰基(T7或S7)完成EF1-3中的第一个配位球(图3A)。未观察到外源溶剂配体(补充图17b);EUIII-HANS-LANM的发光研究以确定配位溶剂分子(Q)的数量得出Q = 0.11,与X射线结构中缺乏溶剂配体一致(补充图19)。
汉斯灯的灯笼结合位点另外具有广泛的第二球相互作用,可以进一步限制配体的位置和金属结合孔的大小(补充图20)。在EF3中,这种现象最为明显,在该现象中,二聚体界面介导了涉及多个配体的扩展氢键网络。由相邻单体贡献的ARG100投射到EF3的溶剂侧,与两个羧酸盐配体ASP85(D3)和GLU91(E9)接触,从而强制执行其双齿结合模式。Arg100也由ASP93(EF3 D11)支撑,该ASP93(EF3 D11)在Hans-Lanm中独有的EF3独有,而在MEX-LANM中未观察到。我们通过使最小的替换为R100K来测试该网络在Hans-Lanm Dimerization中的重要性。Hans-lanm(R100K)的KD几乎相同,应用程序值和对NDIII和Dyiii的响应与野生型Hans-Lanm,但LAIII的KD,APP弱弱(补充图21和补充表7)。SEC–MALS analysis indicated MWs of 10–13 kDa for apo, LaIII– and DyIII–Hans-LanM(R100K) (Supplementary Fig. 22 and Supplementary Table 8), indicative of increased monomerization, especially for the LaIII complex, and suggesting that weaker dimerization may be responsible for the lower LaIII affinity.包含ARG100 -EF3网络的所有四个残基在汉斯集群中均完全保守(补充图23),这表明这些相互作用可能有助于这些LAN中的二聚化。
Dyiii – Hans-Lanm的结构证实了对配体定位的第二球控制的重要性(扩展数据图4,补充图24-26和补充表9和10)。Dyiii – Hans-lanm的整体结构与LAIII-HANS-LANM的总体结构很大程度上可以叠加,而EF1-3中的Dyiii离子的配位领域与Laiii-Hans-Lanm中的dyiii离子相似(图3A,intset)(图3A,intset),例如E9的例外(例如,glu3 in ef3)。该残留物从用LAIII的Bentedate转移到具有较小的Dyiii离子的单次元素,产生了九坐标的扭曲的封顶的正方形抗抗素几何形状。带有HRE离子的较低配位数与其他RE复合物的情况一致。38,39。在EF3中,该羧酸盐将Arg100和Glu91近端Oε之间的距离从2.9Å(在LAIII-HANS-LANM中)延长至3.2Å(补充图27)。该第二球氢键网络的重新排列提出了重新依赖KDIMER值差异的结构基础。
MEX-LANM的金属结合位点与Hans-Lanm的金属结合位点有很大不同。在MEX-LANM中,所有四个EF手均由九坐标(EF1-3)或十坐标(EF4)NDIII离子占据,每根包括两个溶剂配体,不存在于Hans-Lanm中(图3B和补充图28)。每个金属位点的两个溶剂分子和与D9残基的氢键的观察证实了最近的光谱研究21,23,26。EF1-3和EF4之间的配位数差异是由于D3羧酸盐在EF1-3中是单齿的,但在EF4中是双齿。尽管MEX-LANM的NDIII位点在Dyiii – and Laiii – Hans-Lanm中观察到了九种和十个配位,但它们在结构上类似于钙调蛋白的七坐标CAII结合位点(补充图18)。相对于D5的双齿配位和额外的溶剂配体,MEX-LANM相对于钙调蛋白的配位数增加。这些相似之处表明,LANM对CAII的独特108倍选择性的大部分是由于第二配音 - 球和其他更远端相互作用的细微差异而导致的。最后,汉斯 - 兰姆(Hans-Lanm)中蛋白质衍生的首次配位球体,特别是由于E9的协调,产生了更多扩展的氢键网络(补充图20和29),并可能增强了对结合位点半径的控制。因此,结构合理化了Mex-Lanm和Hans-Lanm的非凡重复与非RE选择性,同时还考虑了它们在LRE和HRE选择性方面的差异。