• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

通过 1H NMR 和恒 pH 分子动力学模拟测定 α-芋螺毒素 MII 肽中的组氨酸残基的 pKa 值。

pKa determination of histidine residues in α-conotoxin MII peptides by 1H NMR and constant pH molecular dynamics simulation.

机构信息

Department of Chemistry and Biochemistry, Boise State University, 1910 University Drive, Boise, Idaho 83725-1520, United States.

出版信息

J Phys Chem B. 2013 Mar 7;117(9):2653-61. doi: 10.1021/jp3117227. Epub 2013 Feb 25.

DOI:10.1021/jp3117227
PMID:23336579
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3632324/
Abstract

α-Conotoxin MII (α-CTxMII) is a potent and selective peptide antagonist of neuronal nicotinic acetylcholine receptors (nAChR's). Studies have shown that His9 and His12 are significant determinants of toxin binding affinity for nAChR, while Glu11 may dictate differential toxin affinity between nAChR isoforms. The protonation state of these histidine residues and therefore the charge on the α-CTx may contribute to the observed differences in binding affinity and selectivity. In this study, we assess the pH dependence of the protonation state of His9 and His12 by (1)H NMR spectroscopy and constant pH molecular dynamics (CpHMD) in α-CTxMII, α-CTxMII[E11A], and the triple mutant, α-CTxMII[N5R:E11A:H12K]. The E11A mutation does not significantly perturb the pKa of His9 or His12, while N5R:E11A:H12K results in a significant decrease in the pKa value of His9. The pKa values predicted by CpHMD simulations are in good agreement with (1)H NMR spectroscopy, with a mean absolute deviation from experiment of 0.3 pKa units. These results support the use of CpHMD as an efficient and inexpensive predictive tool to determine pKa values and structural features of small peptides critical to their function.

摘要

α-芋螺毒素 MII(α-CTxMII)是一种作用于烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)的高效且选择性的多肽拮抗剂。研究表明,组氨酸残基 His9 和 His12 是决定毒素与 nAChR 亲和力的关键因素,而 Glu11 可能决定了毒素与不同 nAChR 亚型之间的亲和力差异。这些组氨酸残基的质子化状态,以及 α-CTx 的电荷,可能有助于解释观察到的结合亲和力和选择性的差异。在这项研究中,我们通过(1)H NMR 光谱和 α-CTxMII、α-CTxMII[E11A]和三重突变体 α-CTxMII[N5R:E11A:H12K]中的恒 pH 分子动力学(CpHMD)评估了 His9 和 His12 的质子化状态对 pH 的依赖性。E11A 突变对 His9 或 His12 的 pKa 值没有显著影响,而 N5R:E11A:H12K 导致 His9 的 pKa 值显著降低。CpHMD 模拟预测的 pKa 值与(1)H NMR 光谱非常吻合,与实验值的平均绝对偏差为 0.3 pKa 单位。这些结果支持使用 CpHMD 作为一种高效且廉价的预测工具来确定对其功能至关重要的小肽的 pKa 值和结构特征。

相似文献

1
pKa determination of histidine residues in α-conotoxin MII peptides by 1H NMR and constant pH molecular dynamics simulation.通过 1H NMR 和恒 pH 分子动力学模拟测定 α-芋螺毒素 MII 肽中的组氨酸残基的 pKa 值。
J Phys Chem B. 2013 Mar 7;117(9):2653-61. doi: 10.1021/jp3117227. Epub 2013 Feb 25.
2
Structural basis for alpha-conotoxin potency and selectivity.α-芋螺毒素效力和选择性的结构基础。
Bioorg Med Chem. 2009 Aug 15;17(16):5894-9. doi: 10.1016/j.bmc.2009.07.005. Epub 2009 Jul 9.
3
The subunit composition and pharmacology of alpha-Conotoxin MII-binding nicotinic acetylcholine receptors studied by a novel membrane-binding assay.通过一种新型膜结合测定法研究的α-芋螺毒素MII结合烟碱型乙酰胆碱受体的亚基组成和药理学。
Neuropharmacology. 2005 Apr;48(5):696-705. doi: 10.1016/j.neuropharm.2004.12.011.
4
pKa Determination of a Histidine Residue in a Short Peptide Using Raman Spectroscopy.使用拉曼光谱法测定短肽中组氨酸残基的 pKa 值。
Molecules. 2019 Jan 23;24(3):405. doi: 10.3390/molecules24030405.
5
Three-dimensional solution structure of alpha-conotoxin MII, an alpha3beta2 neuronal nicotinic acetylcholine receptor-targeted ligand.α-芋螺毒素MII的三维溶液结构,一种靶向α3β2神经元烟碱型乙酰胆碱受体的配体。
Biochemistry. 1997 Dec 16;36(50):15693-700. doi: 10.1021/bi971443r.
6
Binding mode of alpha-conotoxins to an acetylcholine binding protein determined by saturation transfer difference NMR.通过饱和转移差核磁共振确定α-芋螺毒素与乙酰胆碱结合蛋白的结合模式。
Protein Pept Lett. 2008;15(9):910-4. doi: 10.2174/092986608785849335.
7
Determinants of potency on alpha-conotoxin MII, a peptide antagonist of neuronal nicotinic receptors.神经元烟碱样受体肽拮抗剂α-芋螺毒素MII活性的决定因素。
Biochemistry. 2004 Mar 16;43(10):2732-7. doi: 10.1021/bi036180h.
8
Key Structural Determinants in the Agonist Binding Loops of Human β2 and β4 Nicotinic Acetylcholine Receptor Subunits Contribute to α3β4 Subtype Selectivity of α-Conotoxins.人β2和β4烟碱型乙酰胆碱受体亚基激动剂结合环中的关键结构决定因素有助于α-芋螺毒素对α3β4亚型的选择性。
J Biol Chem. 2016 Nov 4;291(45):23779-23792. doi: 10.1074/jbc.M116.730804. Epub 2016 Sep 19.
9
Analogs of alpha-conotoxin MII are selective for alpha6-containing nicotinic acetylcholine receptors.α-芋螺毒素MII类似物对含α6的烟碱型乙酰胆碱受体具有选择性。
Mol Pharmacol. 2004 Apr;65(4):944-52. doi: 10.1124/mol.65.4.944.
10
Key residues in the nicotinic acetylcholine receptor β2 subunit contribute to α-conotoxin LvIA binding.烟碱型乙酰胆碱受体β2亚基中的关键残基有助于α-芋螺毒素LvIA的结合。
J Biol Chem. 2015 Apr 10;290(15):9855-62. doi: 10.1074/jbc.M114.632646. Epub 2015 Feb 20.

引用本文的文献

1
On the Use of the Discrete Constant pH Molecular Dynamics to Describe the Conformational Space of Peptides.关于使用离散恒定pH分子动力学描述肽的构象空间
Polymers (Basel). 2020 Dec 29;13(1):99. doi: 10.3390/polym13010099.
2
α-Conotoxin Peptidomimetics: Probing the Minimal Binding Motif for Effective Analgesia.α-芋螺毒素肽拟肽:探究有效镇痛的最小结合基序。
Toxins (Basel). 2020 Aug 6;12(8):505. doi: 10.3390/toxins12080505.
3
Snails In Silico: A Review of Computational Studies on the Conopeptides.软体动物中的信息素:计算研究综述。
Mar Drugs. 2019 Mar 1;17(3):145. doi: 10.3390/md17030145.
4
Mutagenesis of α-Conotoxins for Enhancing Activity and Selectivity for Nicotinic Acetylcholine Receptors.α-芋螺毒素的突变增强其对烟碱型乙酰胆碱受体的活性和选择性。
Toxins (Basel). 2019 Feb 13;11(2):113. doi: 10.3390/toxins11020113.
5
A Simple Add-and-Display Method for Immobilisation of Cancer Drug on His-tagged Virus-like Nanoparticles for Controlled Drug Delivery.一种简单的添加和显示方法,用于将癌症药物固定在 His 标记的病毒样纳米颗粒上,用于控制药物释放。
Sci Rep. 2017 Jul 13;7(1):5303. doi: 10.1038/s41598-017-05525-4.
6
The crystal structure of Ac-AChBP in complex with α-conotoxin LvIA reveals the mechanism of its selectivity towards different nAChR subtypes.与α-芋螺毒素LvIA结合的乙酰胆碱结合蛋白(Ac-AChBP)晶体结构揭示了其对不同烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)亚型的选择性机制。
Protein Cell. 2017 Sep;8(9):675-685. doi: 10.1007/s13238-017-0426-2. Epub 2017 Jun 5.
7
Origin of pK Shifts of Internal Lysine Residues in SNase Studied Via Equal-Molar VMMS Simulations in Explicit Water.通过在显式水中进行等摩尔 VMMS 模拟研究 SNase 中内部赖氨酸残基的 pK 位移的起源。
J Phys Chem B. 2017 Apr 20;121(15):3318-3330. doi: 10.1021/acs.jpcb.6b08249. Epub 2016 Oct 18.
8
Recent development and application of constant pH molecular dynamics.恒定pH分子动力学的最新进展与应用
Mol Simul. 2014 Jan 1;40(10-11):830-838. doi: 10.1080/08927022.2014.907492.
9
Acetylcholine promotes binding of α-conotoxin MII at α3 β2 nicotinic acetylcholine receptors.乙酰胆碱促进α-芋螺毒素 MII 与 α3β2 型烟碱型乙酰胆碱受体结合。
Chembiochem. 2014 Feb 10;15(3):413-24. doi: 10.1002/cbic.201300577. Epub 2014 Jan 13.

本文引用的文献

1
Continuous Constant pH Molecular Dynamics in Explicit Solvent with pH-Based Replica Exchange.基于pH值复本交换的显式溶剂中的连续恒pH分子动力学
J Chem Theory Comput. 2011 Aug 9;7(8):2617-29. doi: 10.1021/ct200146j. Epub 2011 Jul 1.
2
pH-replica exchange molecular dynamics in proteins using a discrete protonation method.使用离散质子化方法的蛋白质 pH 复制交换分子动力学。
J Phys Chem B. 2012 Aug 2;116(30):8805-11. doi: 10.1021/jp303385x. Epub 2012 Jul 17.
3
Conus venom peptide pharmacology.康布斯毒液肽药理学。
Pharmacol Rev. 2012 Apr;64(2):259-98. doi: 10.1124/pr.111.005322. Epub 2012 Mar 8.
4
Measuring the successes and deficiencies of constant pH molecular dynamics: a blind prediction study.衡量恒 pH 分子动力学的成功与不足:一项盲测研究。
Proteins. 2011 Dec;79(12):3381-8. doi: 10.1002/prot.23136. Epub 2011 Aug 30.
5
α6β2* and α4β2* nicotinic acetylcholine receptors as drug targets for Parkinson's disease.α6β2* 和 α4β2* 烟碱型乙酰胆碱受体作为帕金森病的药物靶点。
Pharmacol Rev. 2011 Dec;63(4):938-66. doi: 10.1124/pr.110.003269.
6
Constant pH replica exchange molecular dynamics in biomolecules using a discrete protonation model.使用离散质子化模型的生物分子恒pH复制交换分子动力学
J Chem Theory Comput. 2010 Apr 13;6(4):1401-1412. doi: 10.1021/ct900676b.
7
Coupling Constant pH Molecular Dynamics with Accelerated Molecular Dynamics.将恒定pH分子动力学与加速分子动力学相结合。
J Chem Theory Comput. 2010 Feb 9;6(2):560-568. doi: 10.1021/ct9005294. Epub 2010 Jan 14.
8
Structural basis for alpha-conotoxin potency and selectivity.α-芋螺毒素效力和选择性的结构基础。
Bioorg Med Chem. 2009 Aug 15;17(16):5894-9. doi: 10.1016/j.bmc.2009.07.005. Epub 2009 Jul 9.
9
Nicotine binding to brain receptors requires a strong cation-pi interaction.尼古丁与大脑受体的结合需要强烈的阳离子-π相互作用。
Nature. 2009 Mar 26;458(7237):534-7. doi: 10.1038/nature07768. Epub 2009 Mar 1.
10
Conformationally gated metal uptake by apomanganese superoxide dismutase.脱辅基锰超氧化物歧化酶的构象门控金属摄取
Biochemistry. 2008 Nov 4;47(44):11625-36. doi: 10.1021/bi8015636. Epub 2008 Oct 9.