Suppr超能文献

局部构象灵活性为人神经丝氨酸蛋白酶抑制剂易于形成聚合物提供了基础。

Local conformational flexibility provides a basis for facile polymer formation in human neuroserpin.

机构信息

Department of Physiology & Biophysics, Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio, USA.

出版信息

Biophys J. 2011 Oct 5;101(7):1758-65. doi: 10.1016/j.bpj.2011.08.037.

Abstract

Neuroserpin is a regulator of neuronal growth and plasticity. Like other members of the serpin family, neuroserpin undergoes a large conformational change as part of its function. Unlike other serpins such as α(1)-antitrypsin, wild-type neuroserpin will polymerize under near-physiological conditions, and will spontaneously transition to the latent state. To probe the origins of this conformational lability, we have performed hydrogen exchange measurements and molecular-dynamics simulations on human neuroserpin. Hydrogen exchange indicates that neuroserpin has greater flexibility in the breach region and in β-strand 1C compared with α(1)-antitrypsin. Molecular-dynamics simulations show that the distance between the top of β-strands 3 and 5A averages 4.6 Å but becomes as large as 7.5 Å in neuroserpin while it remains stable at ∼3.5 Å in α(1)-antitrypsin. Further simulations show that the stabilizing S340A mutation suppresses these fluctuations in neuroserpin. The first principal component calculated from the simulations shows a movement of helix F away from the face of β-sheet A in neuroserpin while no such movement is evident in α(1)-antitrypsin. The increased mobility of these regions in neuroserpin relative to α(1)-antitrypsin provides a basis for neuroserpin's increased tendency toward the formation of polymers and/or the latent state.

摘要

神经丝氨酸蛋白酶抑制剂是一种调节神经元生长和可塑性的物质。与丝氨酸蛋白酶家族的其他成员一样,神经丝氨酸蛋白酶抑制剂在其功能过程中会发生很大的构象变化。与其他丝氨酸蛋白酶抑制剂(如α1-抗胰蛋白酶)不同,野生型神经丝氨酸蛋白酶抑制剂在接近生理条件下会聚合,并会自发地转变为潜伏状态。为了探究这种构象不稳定性的起源,我们对人源神经丝氨酸蛋白酶抑制剂进行了氢氚交换实验和分子动力学模拟。氢氚交换实验表明,与α1-抗胰蛋白酶相比,神经丝氨酸蛋白酶抑制剂在缺口区域和β-链 1C 中具有更大的灵活性。分子动力学模拟表明,β-链 3 和 5A 顶端之间的距离在神经丝氨酸蛋白酶抑制剂中平均为 4.6Å,但在神经丝氨酸蛋白酶抑制剂中可达到 7.5Å,而在 α1-抗胰蛋白酶中则保持稳定在约 3.5Å。进一步的模拟表明,稳定化 S340A 突变抑制了神经丝氨酸蛋白酶抑制剂中的这些波动。从模拟中计算出的第一主成分显示,神经丝氨酸蛋白酶抑制剂中的 F 螺旋从 A 片层的表面移动,而在 α1-抗胰蛋白酶中则没有明显的这种运动。与 α1-抗胰蛋白酶相比,神经丝氨酸蛋白酶抑制剂中这些区域的流动性增加,为其形成聚合物和/或潜伏状态的倾向增加提供了基础。

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