微妙pH差异触发单残基运动以调节钙调蛋白构象
生物物理
2011-07-12 v1 生物大分子
摘要
本研究揭示了钙调蛋白（CaM）控制多种Ca2+信号传导过程的配体识别机制的本质。我们研究了八种形式的载钙CaM，每种具有不同的构象状态。将结构简化为两个自由度，可以方便地通过两个叶瓣的同时扭转-弯曲运动来描述CaM构象变化的主要特征。我们利用扰动-响应扫描（PRS）技术，结合分子动力学模拟，分析初始为伸展形式的载钙CaM的构象偏好。PRS包括对残基依次施加定向力，然后记录所得坐标。我们表明，操纵位于一个EF手型基序中的单个残基E31，即可重现向紧凑形式的结构变化，并且柔性连接区充当将结合信息传递至蛋白质远端部分的传感器。独立地，使用四种不同的pKa计算策略，我们发现E31是（52个残基中）电离状态对生理范围内微妙pH变化最为敏感的带电残基。提出在相对较低的pH下，CaM结构柔性较低。通过在pH值约7时在特定位点获得带电状态，蛋白质中的局部构象变化将导致能量景观的偏移，为其他构象状态铺平道路。这些发现与FRET测量到的随pH降低构象分布向更紧凑形式转变的结果一致。它们也印证了指出E31在CaM动力学中具有重要作用的突变研究和蛋白酶解结果。
引用
@article{arxiv.1107.2010,
title = {Subtle pH differences trigger single residue motions for moderating conformations of calmodulin},
author = {Ali Rana Atilgan and Ayse Ozlem Aykut and Canan Atilgan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.2010},
year = {2011}
}
备注
47 pages, 4 figures