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LRRK2 动力学分析确定了其催化结构域之间串扰的别构控制。

LRRK2 dynamics analysis identifies allosteric control of the crosstalk between its catalytic domains.

机构信息

Department of Pharmacology, University of California, San Diego, California, United States of America.

Department of Biochemistry, University of Kassel, Kassel, Germany.

出版信息

PLoS Biol. 2022 Feb 22;20(2):e3001427. doi: 10.1371/journal.pbio.3001427. eCollection 2022 Feb.

DOI:10.1371/journal.pbio.3001427
PMID:35192607
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8863276/
Abstract

The 2 major molecular switches in biology, kinases and GTPases, are both contained in the Parkinson disease-related leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2). Using hydrogen-deuterium exchange mass spectrometry (HDX-MS) and molecular dynamics (MD) simulations, we generated a comprehensive dynamic allosteric portrait of the C-terminal domains of LRRK2 (LRRK2RCKW). We identified 2 helices that shield the kinase domain and regulate LRRK2 conformation and function. One helix in COR-B (COR-B Helix) tethers the COR-B domain to the αC helix of the kinase domain and faces its activation loop, while the C-terminal helix (Ct-Helix) extends from the WD40 domain and interacts with both kinase lobes. The Ct-Helix and the N-terminus of the COR-B Helix create a "cap" that regulates the N-lobe of the kinase domain. Our analyses reveal allosteric sites for pharmacological intervention and confirm the kinase domain as the central hub for conformational control.

摘要

生物学中的 2 个主要分子开关,激酶和 GTP 酶,都包含在帕金森病相关的富亮氨酸重复激酶 2(LRRK2)中。我们使用氢氘交换质谱(HDX-MS)和分子动力学(MD)模拟,生成了 LRRK2 (LRRK2RCKW)C 端结构域的全面动态变构图。我们确定了 2 个可以屏蔽激酶结构域并调节 LRRK2 构象和功能的螺旋。COR-B 结构域中的一个螺旋(COR-B 螺旋)将 COR-B 结构域与激酶结构域的 αC 螺旋连接,并面向其激活环,而 C 端螺旋(Ct-螺旋)从 WD40 结构域延伸,并与两个激酶结构域相互作用。Ct-螺旋和 COR-B 螺旋的 N 端形成一个“盖子”,调节激酶结构域的 N 结构域。我们的分析揭示了药理学干预的变构位点,并证实了激酶结构域是构象控制的中心枢纽。

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