Contributions of the S100A9 C-terminal tail to high-affinity Mn(II) chelation by the host-defense protein human calprotectin.
Contributions of the S100A9 C-terminal tail to high-affinity Mn(II) chelation by the host-defense protein human calprotectin.
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DOI：
10.1021/ja407147d
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发表时间：
2013-11-27
影响因子：
15
通讯作者：
Nolan EM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brophy MB;Nakashige TG;Gaillard A;Nolan EM
人钙保护蛋白（CP）是一种抗菌蛋白，在S100A8/S100A9二聚体界面形成的不寻常的富含组氨酸的位点（位点2）上以Ca（II）依赖的方式协调高亲和力的Mn（II）。我们提出了一个16个成员的CP突变家族，其中S100A9 c末端尾部（残基96-114）的突变被用来评估该区域的贡献，该区域包含3个组氨酸和4个酸性残基，在2位的Mn（II）配位。分析粒度排除色谱、Mn（II）竞争滴定和电子顺磁共振光谱的结果表明，c端尾部对于溶液中天然CP的高亲和力Mn（II）配位至关重要。研究表明，在溶液中，尾巴的His103和His105 （HXH基序）完成了Mn（II）配位球，提供了前所未有的生物学上的His6位点。这些溶液研究与最近报道的Mn(II)-CP晶体结构一致（PNAS 2013, 110, 3841）。当H103或H105突变为Ala时，当HXH基序从103-105位转移到104-106位时，以及当人类尾巴被小鼠S100A9的c端尾巴取代时，都保留了非常高亲和力的Mn（II）结合。然而，利用人类CP突变体进行的抗菌活性测定显示，他的残基的天然处理对于授予对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长抑制是重要的。在S100家族中，S100A8/S100A9异聚物对于提供高亲和力的Mn（II）结合至关重要；S100A7ox、S100A9（C3S）、S100A12和S100B同型二聚体没有这种Mn（II）结合能力。
Human calprotectin (CP) is an antimicrobial protein that coordinates Mn(II) with high affinity in a Ca(II)-dependent manner at an unusual histidine-rich site (site 2) formed at the S100A8/S100A9 dimer interface. We present a 16-member CP mutant family where mutations in the S100A9 C-terminal tail (residues 96–114) are employed to evaluate the contributions of this region, which houses three histidines and four acidic residues, to Mn(II) coordination at site 2. The results from analytical size-exclusion chromatography, Mn(II) competition titrations, and electron paramagnetic resonance spectroscopy establish that the C-terminal tail is essential for high-affinity Mn(II) coordination by native CP in solution. The studies indicate that His103 and His105 (HXH motif) of the tail complete the Mn(II) coordination sphere in solution, affording an unprecedented biological His6 site. These solution studies are in agreement with a Mn(II)-CP crystal structure reported recently (PNAS 2013, 110, 3841). Remarkably high-affinity Mn(II) binding is retained when either H103 or H105 are mutated to Ala, when the HXH motif is shifted from positions 103–105 to 104–106, and when the human tail is substituted by the C-terminal tail of murine S100A9. Nevertheless, antibacterial activity assays employing human CP mutants reveal that the native disposition of His residues is important for conferring growth inhibition against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Within the S100 family, the S100A8/S100A9 heterooligomer is essential for providing high-affinity Mn(II) binding; the S100A7ox, S100A9(C3S), S100A12, and S100B homodimers do not exhibit such Mn(II)-binding capacity.
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发表时间：
2013-03-05
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