生化所PLOS ONE雜志解析脊髓小腦共濟失調(diào)癥相關(guān)蛋白模體
日期:2010-10-28 16:19:44
來自上海生科院生化與細(xì)胞所的研究人員于10月7號在美國PLoS ONE雜志發(fā)表論文。論文闡述了III型脊髓小腦共濟失調(diào)癥相關(guān)蛋白ataxin-3(AT3)中的串聯(lián)泛素結(jié)合模體(ubiquitin-interaction motif,UIM)的構(gòu)象變化和UIM與泛素鏈結(jié)合的協(xié)同效應(yīng)。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是生化與細(xì)胞所的胡紅雨研究員,其早年畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué),曾以訪問學(xué)者的身份赴美Scripps研究所進行合作研究,現(xiàn)任國際刊物Protein & peptide Letters 編委。主要研究方向是蛋白質(zhì)折疊和相互作用。
UIM是一類擁有泛素結(jié)合和促進泛素化功能的短肽序列。UIM存在于許多不同類型的蛋白質(zhì)中, 其氨基酸序列高度保守。除了與單泛素(mono-Ub)結(jié)合外,UIM還能夠與多泛素鏈(poly-Ub)結(jié)合。AT3是一種含有多聚谷氨酰胺(polyQ)的蛋白質(zhì),其polyQ附近有兩個相連的UIM序列(UIM12),對于結(jié)合泛素和促進底物泛素化有著十分重要的作用。
宋愛新博士等人利用核磁共振的方法解析了UIM12在自由狀態(tài)和結(jié)合泛素狀態(tài)下的溶液結(jié)構(gòu),每一個UIM模體都由一個a-螺旋組成。當(dāng)UIM12處于自由狀態(tài)時,這兩個螺旋之間沒有固定的取向,而當(dāng)結(jié)合了泛素后,這兩個螺旋便形成了典型的螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix)的折疊構(gòu)象。核磁共振動態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)也顯示,當(dāng)UIM12結(jié)合了泛素后,兩個螺旋間的連接部分變得更為剛性。通過核磁共振化學(xué)位移干擾(CSP)和等溫滴定量熱(ITC)實驗,發(fā)現(xiàn)UIM12比單獨的UIM1、UIM2與泛素的結(jié)合力更強;而與結(jié)合單泛素相比,UIM12更傾向于結(jié)合通過K48或K63連接的二泛素鏈,并且兩個UIM之間的連接部分對于UIM12與二泛素鏈的結(jié)合起著重要作用。這些證據(jù)表明UIM12的連接區(qū)域通過構(gòu)象和動態(tài)性質(zhì)的變化,使兩個UIM模體以協(xié)同效應(yīng)的方式與單泛素或二泛素鏈結(jié)合,這也許與蛋白質(zhì)識別不同類型的多泛素鏈和泛素化底物有關(guān)。
該項研究與上海藥物所林東海課題