Nature | “无序” 的互作, “无视” 的手性

学术   2024-12-02 23:59   北京  

蛋白互作是生命的基础。生命体的蛋白有手性,基本上都是由L型氨基酸组成,通常认为如果更改其中一种蛋白的手性会破坏蛋白互作[1], [2]。

那么固有无序蛋白(intrinsically disordered proteins)[3]的互作是不是也受这种手性限制?具体什么机制?

回答这些问题可以人们帮助进一步理解蛋白互作、设计稳定的D型多肽/蛋白药物、乃至回答早期生命演化手性化学选择机制等等问题[2]。

氨基酸/蛋白有手性,对应手性的氨基酸/蛋白程镜像对称[2]。

近日一项发表在Science的工作就通过设计梯度“结构/有序化”的蛋白互作对,来分析手性化学(D/L型镜像对)对其互作的影响[2]。

设计5个梯度“结构/有序化”的蛋白对,来回答非结构/结构状态对蛋白互作手性化学敏感度的影响[2]。

结合NMR(nuclear magnetic resonance)、ITC(isothermal titration calorimetry)等一些系列蛋白互作分析方法,研究人员发现蛋白互作强度对手性化学的敏感度取决于蛋白互作对的非结构程度[2]

具体而言,如果互作后保持基本完全的非结构状态,那没蛋白互作基本不受手性化学影响(L型蛋白和L型,或者partner对应的D型蛋白结合强度类似);如果,处于另一个极端,互作后处于结构状态,那么手性改变后可以接近完全破坏原有的结合(L型与L型蛋白结合,基本不和partner对应的D型蛋白结合);并且这种关系呈连续性,处于中间状态时,互作后结构化程度越高,蛋白互作受手性化学影响越大[2]。

蛋白互作对“结构/有序化”程度越高,对手性化学越敏感[2]。

该项工作的通讯作者是哥本哈根大学的Birthe B. Kragelund以及Johan G. Olsen;2024年11月27日发表在Nature[2]。

Comment(s):

挺严谨的工作,设置多项梯度并且结合多种方法深入分析蛋白互作。

就像文中也提到的,将来可以利用该特性,通过分析蛋白互作对蛋白手性(D/L型蛋白)的敏感程度,来反推互作的非结构状态;这挺适合研究点突变等对非结构互作的影响。

参考文献:

[1] S. F. Mason, “Origins of biomolecular handedness.,” Nature, vol. 311, no. 5981, pp. 19–23, Sep. 1984, doi: 10.1038/311019a0.

[2] E. A. Newcombe et al., “Stereochemistry in the disorder–order continuum of protein interactions,” Nature, 2024, doi: 10.1038/s41586-024-08271-6.

[3] A. S. Holehouse and B. B. Kragelund, “The molecular basis for cellular function of intrinsically disordered protein regions.,” Nat. Rev. Mol. Cell Biol., vol. 25, no. 3, pp. 187–211, Mar. 2024, doi: 10.1038/s41580-023-00673-0.

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08271-6

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