Charakterisierung der Dynamik der Kinase p38 in freiem und ligandgebundenem Zustand durch NMR‐Spektroskopie
Charakterisierung der Dynamik der Kinase p38 in freiem und ligandgebundenem Zustand durch NMR‐Spektroskopie
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NMR 光谱中自由和配体状态下激酶 p38 的动态特性
DOI:
10.1002/ange.200502770
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发表时间:
2006
影响因子:
--
通讯作者:
Harald Schwalbe
中科院分区:
文献类型:
--
作者:
Martin Vogtherr;K. Saxena;Swen Hoelder;Susanne Grimme;Marco Betz;Ulrich Schieborr;Barbara Pescatore;M. Robin;Laure Delarbre;T. Langer;K. Wendt;Harald Schwalbe
1009 Angew. Chem. 2006, 118, 1008–1012 2006 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www. angewandte. de werden. Weder die Überlappung von Signalen noch unvollständige Amidprotonierung [18] können der Grund sein, da ein ähnlicher Anteil von Signalen auch in selektiv 15N-markiertem Protein fehlt. Das Fehlen von 25% der erwarteten Signale hat grundlegendere Ursachen. Die Zuordnung ist fast vollständig (79%) für die N-terminale Domäne der Kinase außer der C-Helix. Im C-terminalen Teil sind das DFG-Motiv (Asp168-Phe169-Gly170), die anschließende Aktivierungsschleife (Leu171–Glu178) und große Teile der Subdomänen VIII und X nicht zugeordnet. Bezeichnenderweise fehlen die entsprechenden Sequenzen ebenfalls in unserer Zuordnung der Proteinkinase A (PKA).[19] C-Helix und Aktivierungsschleife sind an Bewegungen im Rahmen von Aktivierung und Katalyse der Kinasen beteiligt.[20] Solche Bewegungen können das Verschwinden von NMR-Signalen erklären, da sie zu Linienverbreiterungen durch Austausch führen. Austauschprozesse können durch NMR-Spektroskopie leicht nachgeweisen werden; man klassifiziert sie in schnell (ein durchschnittliches Signal), langsam (ein Signal für jede Konformation) oder intermediär (Signal ist stark verbreitert oder verschwunden). Lassen sich experimentelle Gründe ausschließen, so weist das Verschwinden eines NMR-Signals unterhalb des Detektionslimits auf einen konformativen Austauschprozess in der intermediären Zeitskala hin, der zu starker Linienverbeiterung führt. Die NMR-Signale der DFG-Schleife (Asp168-Phe169-Gly170) wurden nicht zugeordnet. Selektiv 15N-Phe markierte p38 wurde zur Untersuchung der DFG-Schleife verwendet. p38 enthält 13 Phenylalaninreste, von denen 12 im 1H, 15N-TROSY-Spektrum gefunden und eindeutig zugeordnet wurden (Abbildung 1). Das nicht zu beobachtende Signal gehört zu Phe 169 in der DFG-Schleife. Dies wurde durch das Spektrum der selektiv 15N-Phe markierten Mutante Phe169Tyr bestätigt, die ein identisches TROSY-Spektrum mit 12 Signalen ergab. Andere Feldstärken (400–900 MHz Protonenresonanzfrequenz), Temperaturen innerhalb des experimentell Möglichen (5–358C) und empfindlichere Aufnahmebedingungen (0.5 mm Protein, 12 h Messzeit auf einem 900-MHz-Spektrometer mit Kryosondentechnik) führten zum gleichen Ergebnis. Das Fehlen des Amidsignals von Phe 169 in der DFG-Schleife unter allen getesteten Bedingungen lässt auf ein Konformationsgleichgewicht in der intermediären Zeitskala für diese Region der Kinase schließen. Es ist gezeigt worden, dass Diarylharnstoffverbindungen wie 2 an die DFG-out-Konformation von p38 binden. Die Bindung solcher Substanzen an p38 ist nicht mit der DFG-in-Konformation kompatibel [6] und muss daher konformative Austauschprozesse der DFG-Schleife beeinflussen. Bei einem hinreichend starken Effekt wird erwartet, dass die Umwandlung DFG-inQDFG-out vollständig unterdrückt wird, sodass die Austauschlinienverbreiterung verschwindet und ein messbares Phe169-Signal auftritt. Dies wird bei dem in Gegenwart von 2 erhaltenen NMR-Spektrum (Abbildung 2 a) tatsächlich gefunden. Alle 13 aus der Primärstruktur erwarteten Signale sind sichtbar. Da Asp168-Phe169 das einzige Asp-Phe-Paar in der p38-Sequenz ist, ließ sich die Identität des zusätzlichen Signals durch ein HNCO-Experiment an einer Probe mit doppelt selektiv 13C’-markiertem Asp und 15N-markiertem Phe belegen. Das Auftauchen des Phe169-Signals ist somit eine Bestätigung dafür, dass im inhibierten DFG-out-Zustand des Proteins keine Austauschprozesse und …
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DOI:
10.1073/pnas.94.6.2327
发表时间:
1997-03-18
影响因子:
11.1
作者:
Wang, ZL;Harkins, PC;Goldsmith, EJ
通讯作者:
Goldsmith, EJ
影响因子:
5.7
作者:
Wang, ZL;Canagarajah, BJ;Goldsmith, EJ
通讯作者:
Goldsmith, EJ
影响因子:
56.9
作者:
Schindler, T;Bornmann, W;Kuriyan, J
通讯作者:
Kuriyan, J
影响因子:
11.2
作者:
Nagar,Bhushan;Bornmann,WilliamG;Pellicena,Patricia;Schindler,Thomas;Veach,DarrenR;Miller,WTodd;Clarkson,Bayard;Kuriyan,John
通讯作者:
Kuriyan,John